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INSTITUTO DE AGRONOMIA

DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS Laboratório de Petrografia

Monografia de Graduação

Título do Trabalho

“Aspectos da Geologia das Rochas Granítico-

Gnáissicas Ocorrentes na Região de Seropédica-RJ”

GEP (Grupo de Estudos em Petrologia) (DG/UFRRJ)

Aluno: Felipe Tinaglia Sampaio Curso de Geologia

Matrícula: 200704011-3

Orientador: Professor Dr. Rubem Porto Júnior (DG/UFRuralRJ)

Junho 2011

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Lista de Figuras

FIGURA PÁGINA

Figura 1 Mapa de localização da área de estudo. 8 Figura 2 Destaque para a área de estudo. 9 Figura 3 Paleocontinente Gondwana com sues blocos cratônicos e os cinturões móveis

Brasilianos/PanAfricanos modificado de Powell, 1993 in Schmitt et al., 2004. 13

Figura 4 Mapa geológico simplificado do Orógeno Ribeira modificado de Heilbron et al., 2004 In: Mantesso-Neto et al., 2004.

14

Figura 5 Perfis estruturais transversais ao Orógeno Ribeira extraído de Heilbron et al., 2004 In: Mantesso-Neto et al., 2004.

15

Figura 6 Lineamentos estruturais ao redor da área de estudo e seus domínios. 20 Figura 7 Sistemas de fraturas observados em uma das frentes da pedreira. 21 Figura 8 Vista dos arredores da área de mapeamento. 21 Figura 9 Imagem da frente de mapeamento PE-F1-A, realçando contanto entre os dois

litotipos identificados no campo. 23

Figura 10 Frente PE-F1-A mostrando a interação do álcaligranito com sua encaixante. 23

Figura 11 Zoom e detalhe de um enclave surmicaceous representando resíduo refratário. 24 Figura 12 Frente de mapeamento PE-F1-B mostrando corpo diferenciado granítico e

venulações quartzo-feldspáticas na rocha encaixante. 25

Figura 13 Enriquecimento em biotita frequentemente observado no campo. 25

Figura 14 Enclaves sourmicaceos e um dique de leucogranito. 26

Figura 15 Aspecto fresco e alterado do litotipo predominante na área de estudo. 26 Figura 16 Fraturas observadas em uma das frentes da pedreira, sendo correlacionadas

aos vales estruturais das “morrarias” adjacentes. 28

Figura 17 Fraturamentos em três direções preferenciais em uma das frentes da pedreira 28

Figura 18 Falhamento normal na frente PE-F1-A com rejeito aproximado de 0,5 m. 29

Figura 19 Diagrama de rosetas das atitudes das fraturas/falhas. 29 Figura 20 Estereograma mostrando a maior densidade dos pólos da foliação. 30 Figura 21 Dobras ptigmáticas não penetrativas observadas em muitos afloramentos. 30 Figura 22 Amostra representativa PE-00. Contato entre ortognaisse migmatítico e

leucossoma granítico. 31

Figura 23 Classificação modal das amostras em diagrama QAP de Streckeisen (1976). 32 Figura 24 Fotomicrografias dos exemplares coletados no campo, realçando diferentes

características texturais e microestruturais. 34

Figura 25 Retirada do minério de uma das frentes da pedreira. 36 Figura 26 Pá carregadeira enchendo um caminhão com minério retirado em uma das

frentes. 36

Figura 27 Pá carregadeira enchendo um caminhão com rocha britada. 37 Figura 28 Planta de beneficiamento do minério. 37 Figura 29 Quebra preferencial do corpo rochoso ao longo dos planos de fraqueza. 38 Figura 30 Detalhe do fraturamento preferencial ao longo dos planos de descontinuidade. 38 Figura 31 Localização em mapa, dos diferentes locais de coleta de amostras para

análises geoquímicas. 40

Figura 32 Diagrama TAS de Irvine & Baragar (1971).

43

Figura 33 Diagrama AFM de Irvine & Baragar (1971). 44

3

Figura 34 Caráter metaluminoso a levemente peraluminoso dos litotipos analisados. 44 Figura 35 Classificação química das amostras analisadas. 45 Figura 36 Diagramas bivariantes tipo Harker para elementos maiores dos litotipos

analisados. 46

Figura 37 Padrão dos ETR’s para os ortognaisses. 47 Figura 38 Distribuição de ETR’s para os granitos. 47 Figura 39 Diagrama de classificação de ambiente tectônico segundo Pearce et al. (1984). 49 Figura 40 Diagrama de classificação de ambiente tectônico (Rb x (Y+Nb)) segundo

Pearce et al. 49

Figura 41 Diagrama multicatiônico R1xR2, segundo Batchelor & Bowden (1985). 50

Lista de Tabelas

Tabela PÁGINA

Tabela 1 Tabela 1: Composição química para os granitóides estudados - Elementos Maiores (% Peso).

41

Tabela 1 cont. Tabela 1 (continuação): Composição química para os granitóides estudados - Elementos Menores e Traços (ppm).

41/42

Tabela 2 Tabela 2: Parâmetros petroquímicos de interpretação. 42

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Sumário

CAPÍTULO PÁGINA

Capítulo 1 Aspectos Introdutórios 7

1.1 – Introdução 7

1.2 - Localização e Vias de Acesso 8

1.3 - Objetivos 9

1.4 - Metodologia 10

1.5 - Infra-estrutura 11

Capítulo 2 Geologia Regional 13

2.1 - Compartimentação Tectono-Estratigráfica 13

2.2 - O Limite Tectônico Central 17

2.3 - Geologia Estrutural e Metamorfismo 17

2.4 - O Arco Magmático Rio Negro 18

Capítulo 3 Geologia Local 20

3.1 - Aspectos Geomorfológicos 20

3.2 - Descrições de Afloramentos 22

3.3 - Geologia Estrutural 27

3.4 - Petrografia 31

3.5 - Geologia Econômica 35

Capítulo 4 Aspectos Geoquímicos 39

4.1 - Análises Químicas 39

4.2 - Interpretação Petrológica 42

4.3 – Interpretação Tectônica 48

Conclusões 51

Referências Bibliográficas 53

Anexos 55

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Resumo

Este trabalho representa o relatório final referente à disciplina Trabalho de

Graduação (IA-243) de caráter obrigatório na grade curricular do curso de geologia

desta Universidade. O estudo concentrou-se no estudo dos litotipos graníticos,

gnaissificados ou não, ocorrentes na região correspondente ao centro da cidade de

Seropédica-RJ.

O estudo abordou, fundamentalmente, o estudo detalhado de campo

(litoestratigráfico e geológico estrutural), petrográfico (litofaciológico) e litogeoquímico.

Foram realizadas amostragens e descrições detalhadas de dez secções delgadas de

rochas, visando caracterizar os litotipos amostrados no campo, além da tentativa de

inserção da área no contexto tectônico apropriado, no domínio da Faixa Ribeira.

Foram realizadas oito análises litogeoquímicas do conjunto de rochas observado

em campo. As análises foram solicitadas de modo que pudessem complementar o

estudo petrográfico e de campo, além de fornecer subsídios para a classificação das

amostras em um ambiente geotectônico apropriado, através dos diferentes diagramas

disponíveis na literatura.

O Orógeno ou Faixa Móvel Ribeira, localizado no segmento central da Província

Mantiqueira (Cordani et al., 1973; Almeida et al., 1973), compreende um complexo

cinturão de dobramentos e empurrões de escala crustal gerados no

Neoproterozóico/Cambriano, onde os diferentes terrenos que constituem o orógeno se

inter-relacionam através de uma estruturação complexa, geradas em um

paleoambiente de colisão continental.

Além da óbvia possibilidade de treinamento dos alunos de graduação e repasse

de experiências, o estudo visou contribuir com o refinamento e geração de novos

dados de natureza geológica (petrográficos e litoestruturais) e geoquímicos no âmbito

da Faixa Ribeira central. Estudos desta natureza já vêm sendo desenvolvidos desde o

final da década de 80 do século passado na área da Cidade do Rio de Janeiro (Porto

Jr. & Valente, S.C, 1988).

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Agradecimentos

Primeiramente, ao amigo, professor, orientador e geólogo Dr. Rubem Porto Jr.

pela paciência e dedicação aos estudos. Suas instruções e repasse de experiências

foram fundamentais para o andamento dos estudos. À Empresa de Mineração Fonte

Limpa® (EMFOL) que permitiu o acesso ao seu espaço físico onde se localizam os

melhores afloramentos rochosos estudados e onde se deu a coleta das principais

amostras para análises petrográficas e geoquímicas.

Aos alunos de graduação que auxiliaram no projeto: Lara Carneiro Matos,

Marcelo Gomes de Lima, Fábio Carvalho, Elyene Funayama, Rodrigo Restine, Willian

“Gaúcho” e Evelyn Fernandes, dando suas opiniões, comparecendo aos trabalhos de

campo e fornecendo apoio ao bom andamento dos estudos realizados. E a todos que

contribuíram, de alguma maneira, para a consolidação das idéias e do estudo, além do

CNPq e à Universidade Rural pela bolsa de iniciação científica.

Obrigado!

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Capítulo 1 – Aspectos Introdutórios 1.1 - Introdução

Na região de Seropédica-RJ, afloram rochas do embasamento do segmento

central da Faixa Ribeira, localizada no domínio da província da Mantiqueira (Cordani et

al., 1973; Almeida et al., 1973). A área foco do presente trabalho correspondente à

ocorrência fisiográfica de ilhas do embasamento nos limites do município de

Seropédica (Folha Itaguaí e Santa Cruz (1:50.000-IBGE).

Estudos, como o aqui proposto, vêm sendo realizados desde o final da década

de 80 (Séc. XX) na área da Cidade do Rio de Janeiro (Porto Jr. & Valente, S. C. 1988).

Com eles, foi possível de serem identificados uma série de temas referentes à

pesquisa básica e aplicada que necessitam de uma abordagem mais detalhada para o

seu entendimento.

Para que possamos agregar mais informações referentes a esta tipologia de

rochas, faz-se necessário continuar a buscar na geologia de detalhe as informações

sobre as rochas ocorrentes nos limites da Cidade do Rio de Janeiro, dando

continuidade a estudos anteriormente realizados no âmbito da Faixa Ribeira por

diversos pesquisadores.

Formada durante a colagem Brasiliana, no Neoproterozóico/Cambriano, este

orógeno representa um complexo cinturão de dobramentos e empurrões tectônicos

localizados na margem SE da Faixa Brasília, na borda do Cráton do São Francisco.

Vários autores (Tupinambá, 1999; Heilbron et al., 2000; Trouw et al., 2000) propõem

que a Faixa Ribeira foi gerada pela colagem dos Terrenos Ocidental e Oriental ao

longo do Limite Tectônico Central ou CTB (Central Tectonic Boundary – Almeida et al.,

1998). O CTB comporia uma importante zona de cisalhamento e de sutura localizada

entre os Terrenos Oriental e Ocidental da Faixa Ribeira.

É proposta aqui a aquisição de dados primários de natureza geológica

(litoestruturais, litoestratigráficos e petrográficos), bem como dados de natureza

geoquímica na área correspondente ao centro da Cidade de Seropédica,

concentrando-se o estudo nos litotipos graníticos (gnaissificados ou não).

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1.2 - Localização e Vias de Acesso

A área em questão localiza-se no município de Seropédica, inserido na região

metropolitana do Rio de Janeiro, mais precisamente na Baixada Fluminense. O acesso,

partindo da cidade do Rio de Janeiro, dá-se pela BR-116 ou Rodovia Presidente Dutra,

até a altura do trevo de Seropédica. Em seguida, toma-se a BR-465 que leva até o

município. O acesso ao local também pode ser feito através da Avenida Brasil (BR 101)

até a altura do trevo de Campo Grande (Viaduto Engenheiro Oscar Britto), onde se

deve entrar na BR-465 que leva até Seropédica.

Figura 1: Mapa de localização da área de estudo, com destaque (em preto) para o município de Seropédica-RJ. Modificado de Google Maps (acessado 02/02/2010).

9

Figura 2: Destaque para a área de estudo (Pedreira Emfol®). Modificado de Google Maps (acessado 26/08/2010).

1.3 - Objetivos

O estudo tem por objetivo principal propiciar o avanço, em campos distintos, no

conhecimento da geologia do entorno da Cidade do Rio de Janeiro, com implicações

no entendimento de sua geologia, bem como sua repercussão nas áreas limítrofes.

Implica na geração de novos dados qualitativos e quantitativos, além da óbvia

possibilidade de treinamento dos alunos de graduação envolvidos.

Foi pretendido, durante a realização dos estudos, gerar resultados diagnósticos

de modo a orientar as abordagens petrológicas futuras para áreas limítrofes no âmbito

da Faixa Ribeira. Estes dados serão integrados com aqueles disponíveis na literatura,

com o objetivo de contribuir para o aperfeiçoamento do conhecimento da geologia da

área (até aqui inexplorado nos termos propostos), de sua evolução magmática e

metamórfica, estrutural, petrotectônica e geoquímica, bem como permitirá colocar esta

associação de rochas no contexto geotectônico correspondente à Faixa Ribeira.

As bases detalhadas, com ênfase na caracterização das litofácies e dos

aspectos estruturais, servirão, certamente, para que os órgãos públicos envolvidos com

a questão da interpretação de escorregamentos na cidade disponham de mais dados

10

que permitam tomadas de decisões em relação a planos de prevenção de acidentes

nas encostas da região.

Assim, pretende-se contribuir para a obtenção dos seguintes objetivos:

Criação da base de dados litoestratigráficos a partir de:

i) produção de perfis de detalhe de frentes de Pedreira;

ii) caracterização dos padrões de microestruturas e microtexturas a partir de

petrografia detalhada;

iii) levantamento de dados estruturais que permitam a caracterização da forma

de alojamento dos corpos magmáticos identificados;

iv) caracterização e interpretação das formas de contato entre os vários litotipos.

Refinamento da base de dados litogeoquímicos a partir de:

i) produção de novos dados químicos de rochas para elementos maiores,

menores, traços e ETRs (elementos terras raras), que sigam o rigor científico

necessário, com cuidados na coleta e preparação, bem como em sua real

representatividade;

Os itens aqui listados permitirão que se avance de maneira substancial no

conhecimento da evolução petrotectônica das rochas estudadas e tornará a região a

área com a maior e melhor base de dados da região central da Faixa Ribeira.

Considerando-se a existência de outras regiões com similitudes, a área se transformará

em elemento padrão para a interpretação petrológica para essa região.

1.4 - Metodologia O projeto abordou, fundamentalmente, o estudo de campo (litoestratigráfico e

geológico estrutural) e petrográfico (litofaciológico), além de análises químicas.

No decorrer do desenvolvimento dos estudos, foram integrados trabalhos de

campo, gabinete e laboratório. A pesquisa utilizou-se de metodologia tradicionalmente

aplicada ao tipo de estudo proposto, que pode ser descrita a partir da integração de

quatro etapas fundamentais:

i) Etapa Pré-campo

Envolveu o levantamento dos dados existentes (se existentes) do tipo

cartográficos, geoquímicos, litoestratigráficos e geocronológicos. Nesta etapa, foram

também elaborados mapas de caminhos e de acesso de modo a facilitar o

11

levantamento de campo. Realizou-se aqui, ainda, uma revisão bibliográfica detalhada

dos trabalhos de cunho local e regional.

ii) Etapa de campo

A sistemática de trabalho compreendeu a visita a afloramentos, descrição de

frentes de pedreiras, realização de perfis geológicos e coleta sistemática de amostras

de rochas para análises. A etapa de campo incluiu, ainda, a coleta de dados estruturais

e das amostras que consubstanciaram os estudos petrográficos, litoestruturais e

geoquímicos.

iii) Etapa de laboratório

Estudo petrográfico convencional sob microscópio polarizador foi aplicado aos

diferentes litotipos reconhecidos no campo, além das análises geoquímicas de oito

amostras coletadas na área de estudo, todas realizadas para elementos maiores,

menores e traços incluindo os ETR’s (elementos terras raras). Esta etapa compreendeu

a análise petrográfica macro e microscópica dos exemplares coletados na etapa de

campo, com reconhecimento mineralógico, textural, estrutural e classificação modal,

que permitiu um rígido controle petrográfico das amostras selecionadas.

iv) Etapa de gabinete

Todos os dados obtidos nas etapas anteriores foram trabalhados nesta etapa.

Os dados de campo, análises petrográficas, litoestruturais e geoquímicas receberam

aqui o tratamento interpretativo que gerou este trabalho propriamente dito.

1.5 - Infra-estrutura

A pesquisa ora apresentada é suportada por uma gama de recursos descritos a seguir:

1) Suporte institucional

12

O tema proposto está inserido em linha de pesquisa associada do GEP

(Grupo de Estudos em Petrologia) da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro,

devidamente cadastrado no Diretório de Grupos de Pesquisa do CNPq. Além disso,

projetos de cooperação são desenvolvidos nesta área junto a pesquisadores da

Faculdade de Geologia (FGEL) da UERJ. Dessa forma, o trabalho contou com os

recursos administrativos, humanos, técnicos (laboratórios de petrografia e de

preparação de amostras) e materiais (viaturas, bússolas, GPS, microscópios e lupas

petrográficas, microcomputadores, softwares etc.).

2) Recursos financeiros:

Para o suporte das atividades de campo e para o custeio de preparação de

amostras e das análises geoquímicas, a pesquisa contou com diversos projetos já em

andamento, como segue:

1) Projeto de Pesquisa: Petroquímica dos Granitóides Tardi a Pós Tectônicos da parte

Sul do Estado do Rio de Janeiro. Processo FAPERJ E-26/171.658/09. Coordenação:

Dr. Rubem Porto Jr. Recursos recebidos: R$ 24.250,00.

2) Projeto de Pesquisa: Geologia e Recursos Minerais Industriais do Estado do Rio de

Janeiro: Fase III, deferido pela FAPERJ, processo E-26/151.915/2008, chamada

“Cientista do nosso Estado”. Bolsa concedida à Dra. Monica Heilbron. Recursos

recebidos: R$ 68.000,00.

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Capítulo 2 – Geologia Regional 2.1 - Compartimentação Tectono-Estratigráfica

A Faixa Ribeira, inserida no domínio da Província Mantiqueira (Cordani et al.,

1973; Almeida et al., 1973), representa uma complexa faixa de dobramentos e

empurrões tectônicos de idade Neoptroterozóica/Cambriana gerada durante a orogenia

Brasiliana as margens do cráton do São Francisco (Heilbron, 1995) (Figura 3). Para

Heilbron (1995), a Faixa Ribeira representa a raiz de um orógeno colisional que se

encontra extremamente erodido, tendo se desenvolvido predominantemente no

Neoproterozóico, com estágios evolutivos finais no Cambriano, quando houve a colisão

tardia do Terreno Cabo Frio (Schmitt, 2001) (Figuras 4 e 5).

As litologias predominantes observadas no segmento central do orógeno Ribeira

são ortognaisses e paragnaisses metamorfisados em alto grau, dobrados e

estruturados principalmente durante o Neoproterozóico.

Figura 3: Paleocontinente Gondwana com sues blocos cratônicos e os cinturões móveis Brasilianos/PanAfricanos. Destaque para a Feixa Ribeira (Rb), Crátons: RDP, Rio de La Plata; AMZ, Amazonas; ARQ, Arequipa; WA, West African; CH, Chad; SF, São Francisco; CG, Congo; KAL, Kalahari; EAN, East Antarctica; IND,Indian; WAS, West Australian; NAS, North Australian: GAW, Gawler. Faixas Móveis: Moç, Moçambique; Zb, Zambezi; Lf, Lufilian; ROS,Ross; Kan, Kanmatoo; CF, Cape Fold; Sal, Saldania: Gar, Gariep; Dm, Damara; Kk, Kaoko; SP, Sierra Pampeanas; SA, Sierra Australes (modificado de Powell, 1993 in Schmitt et a.l, 2004 ).

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Figura 4: Mapa geológico simplificado do Orógeno Ribeira (modificado de Heilbron et al., 2004 In: Mantesso-Neto et al., 2004), com destaque para a área de estudo. Legenda: 1-Sedimentos quaternários, 2- Sedimentos terciários, 3-Rochas alcalinas cretáceas/terciárias, Terreno Oriental (4-11) 4-Granitóides Brasilianos sin a pós-colisionais, 4-Biotita granitos pós-colisionais (510-480 Ma, G5), 5-Granitos contemporâneos às zonas de cisalhamento D3 (535-520 Ma, G4), 6-Granitos e charnockitos tardi-colisionais (ca 560 Ma, G3); 7-Granitos porfiróides sin-colisionais (590-560 Ma); 8-Leucogranitos e charnockitos tipo S ou híbridos sin-colisionais (ca. 580 Ma, G2); granitóides com idade indeterminada (9-10): 9-Hornblenda granito gnaisse; 10-Suítes Anta e São Primo; 11-Arco Magmático Rio Negro (790-620 Ma); Terreno Ocidental (12-17): Megasseqüência Andrelândia (12-14): 12-Seqüência Rio do Turvo em fácies granulito de alta P; 13-Seqüência Rio do Turvo; 14-Seqüência Carrancas; 15-Complexo Mantiqueira; 16-Fácies distais da Megasseqüência Andrelândia no Domínio Juiz de Fora; 17-Complexo Juiz de Fora; 18-Complexo Embu indiviso; Terreno Paraíba do Sul (19-20): Grupo Paraíba do Sul; 20-Complexo Quirino; (21-22): 21-Sucessão metassedimentar Italva; 22-Sucessão metassedimentar-Costeiro; Terreno Cabo Frio (23-24): 23 Sucessão Búzios e Palmital; 24-Complexo Região dos Lagos.

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Figura 5: Perfis estruturais transversais ao Orógeno Ribeira (Heilbron et al., 2004 In: Mantesso-Neto et al., 2004). Legenda como na figura anterior.

O segmento central da Faixa Ribeira pode ser individualizado em três

associações principais de expressão regional (Heilbron et al. 1998): 1) embasamento

arqueano/paleoproterozóico; 2) cobertura metassedimentar deformada, de idade meso

a neoproterozóica, intrudida por episódios magmáticos e 3) granitóides gerados na

orogenia Brasiliana (635-480 Ma).

A região central do orógeno apresenta distintas unidades geocronológicas e

litoestratigráficas, sendo elas: 1) Um embasamento de idade inferior a 1,8 Ga (são

rochas formadas e/ou retrabalhadas no evento Transamazônico); 2) ortognaisses

indivisos e assumidos como integrantes do embasamento; 3) coberturas

metassedimentares pós 1.8 Ga e, por fim, 4) rochas granitóides que foram geradas

durante a orogenia Brasiliana. Com base nestes e em outros dados geocronológicos,

foi assumida uma ordem para os eventos ocorridos na região da Faixa Ribeira central:

período sin-colisional, entre 590 e 563 Ma; período pós-colisional (535-520 Ma.) e;

período pós-tectônico, entre 503 e 492 Ma (Heilbron et al. 1995).

A estrutura crustal do orógeno Ribeira central pode ser compartimentada em

quatro diferentes terrenos tectono-estratigráficos, imbricados em direção ao cráton do

São Francisco (Terreno Ocidental, Terreno Oriental, Klippe Paraíba do Sul e Terreno

Cabo Frio) (Heilbron et al. 2000 In: Mantesso-Neto et al. 2004). Estes terrenos por

vezes estão separados por falhas de empurrão e outras por zonas de cisalhamento

oblíquas de caráter transpressivo, ou seja, seu contato é predominantemente de

caráter tectônico. Será feita uma breve discussão sobre cada um deles:

16

1) Terreno Ocidental: este terreno representa a margem retrabalhada do cráton

do São Francisco, sendo constituído por três domínios tectônicos distintos: Domínio

Autóctone e duas “lascas” de empurrão com vergência em direção ao cráton, de

características alóctones: Domínios Andrelândia e Juiz de Fora, tendo sido gerados

durante a orogenia Brasiliana (Heilbron et al., 2000). Estes domínios estão separados

por extensas zonas de cisalhamento.

O Domínio Autóctone compreende gnaisses arqueano-paleoproterozóicos e é a

extensão sul do Cráton do São Francisco.

O Domínio Andrelândia se caracteriza por apresentar um embasamento

constituído por ortognaisses que variam de tonalíticos a graníticos e rochas

metassedimentares da Sequência Andrelândia.

O Domínio Juiz de Fora é considerado uma estrutura em duplex, de escala

crustal, resultante da amalgamação dos Terrenos Ocidental e Oriental durante a

colagem Brasiliana. Apresenta sistemas de falhas de empurrão (médio a alto ângulo),

onde ortogranulitos do embasamento (pré 1,8 Ga) ocorrem em lascas tectonicamente

interdigitadas às de paragranulitos da sequência Andrelândia (neoproterozóica) e

granitos-charnockitos neoproterozóicos, formados durante o estágio sin-colisional da

Orogênese Brasiliana na Faixa Ribeira (Heilbron et al., 1995; Duarte et al., 2000, 2003

In: Mantesso-Neto et al. 2004).

2) Terreno Oriental: Tupinambá (1999), propôs uma evolução tectono-

magmática para a região serrana do Estado do Rio de Janeiro, dentro dos limites do

Terreno Oriental, definindo um magmatismo pré-colisional de caráter juvenil. Este

Terreno seria formado principalmente pelo Arco Magmático Rio Negro, resultado de

subducção para leste da litosfera oceânica da Placa do São Francisco (Tupinambá,

1999). O ambiente tectônico aponta para uma margem ativa, onde esta teria se

aproximado gradativamente das bacias marginais do paleocontinente São Francisco,

trazendo consigo o arco e sua sequência de forearc associada.

Este terreno ocupa extensa faixa paralela à costa do Estado do Rio de Janeiro,

alcançando as regiões litorâneas do centro e do sul deste estado. Compreende, ainda,

unidades metassedimentares com intercalações de quartzitos, rochas carbonáticas e

calciossilicáticas.

3) Klippe Paraíba do Sul: é considerada por muitos autores como uma estrutura

sinformal que inclui ortognaisses e rochas metassedimentares paleoproterozóicas

apresentando metamorfismo da fácies anfibolito. O Terreno Paraíba do Sul é composto

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pelos ortognaisses paleoproterozóicos do Complexo Quirino e pelas rochas

metassedimentares do Grupo Paraíba do Sul e;

4) Terreno Cabo Frio: ocupando principalmente a área da Região dos Lagos,

localizado no litoral do Estado do Rio de Janeiro, gerou dados obtidos por Schmitt et al.

(1999ª, 1999b, 1999c; Schmitt, 2001) que indicaram amalgamação tardia, em torno de

520 Ma.

2.2 - O Limite Tectônico Central

O Limite Tectônico Central ou CTB (Central Tectonic Boundary – Almeida et al.,

1998) compõe uma importante zona de cisalhamento e de sutura localizada entre os

Terrenos Oriental e Ocidental da Faixa Ribeira. Esta estrutura tem sido atribuída a um

empurrão do Terreno Oriental sobre o Terreno Ocidental, após a colisão continental

oblíqua que fechou o oceano Adamastor em torno de 580 Ma (Heilbron & Machado

2003).

A posição estrutural relativa entre os terrenos Oriental e Ocidental muda ao

longo do Estado do Rio de Janeiro. Mais ao sul, o Terreno Oriental encontra-se por

baixo do Terreno Ocidental enquanto que no setor norte, este está por cima.

Este contato foi ainda reativado, durante a evolução da Faixa Ribeira, resultando

em uma complexa zona milonítica dobrada. O CTB é caracterizado por uma zona de

cisalhamento com o ângulo de mergulho que varia de baixo a subvertical. Separa

metassedimentos localizados à NW de ortognaisses a SE.

Vários autores (Tupinambá, 1999; Heilbron et al., 2000; Trouw et al., 2000)

advogam que a Faixa Ribeira foi gerada pela colagem dos Terrenos Ocidental e

Oriental ao longo do Limite Tectônico Central.

2.3 - Geologia Estrutural e Metamorfismo

Segundo Heilbron et al. (1995), a deformação principal (D1 + D2) no orógeno

pode ser atribuída ao período sin-colisional, que foi responsável pelo empilhamento

tectônico, representado por empurrões dúcteis e por dobras recumbentes com

vergência em direção ao cráton do São Francisco. Esta etapa foi responsável pelo

principal encurtamento crustal, gerando as principais estruturas penetrativas.

Posteriormente, uma importante componente de movimentação oblíqua (inversa e

dextral) passou a atuar.

18

Ao período descrito anteriormente, se associa a etapa metamórfica M1 com

regime de pressão média a alta e zoneamento inverso e também, granitóides

deformados do tipo I e S. Esta etapa metamórfica principal (M1) atingiu o ápice de

temperatura durante a deformação principal D1 + D2. Na região da Serra do Mar e

costeira do Estado do Rio de Janeiro, são os locais em que se registra paragêneses

metamórficas como: cordierita + sillimanita + almandina + k-feldspato, em unidades

pelíticas (pós-1,8 Ga), sendo observado que, em geral, o metamorfismo aumenta para

SE (Heilbron et al., 1995).

O período denominado pós-colisional é representado pela fase de deformação

tardia (D3), que resolveu a compressão através do redobramento íngreme da foliação

gerada anteriormente e da implantação de zonas de cisalhamento com componente

direcional dextral. Esta etapa foi responsável pela intensa fusão parcial do

embasamento e da cobertura nas porções internas da faixa e a este período está

associado à etapa metamórfica Ma, com regime de pressão mais baixa. Como

resultado, tivemos a geração de diversos corpos granitóides, mais abundantes próximo

à região costeira do estado do Rio de Janeiro (Heilbron et al., 1995).

Heilbron et al. (1995), propõem que os compartimentos tectono-estratigráficos

descritos são separados por importantes descontinuidades estruturais. São zonas de

cisalhamento dúcteis, que variam de baixo a alto ângulo, definindo uma componente de

movimentação oblíqua (inversa e dextral). As fases de deformação tardias resultaram

na geração de importantes zonas de cisalhamento como a do rio Paraíba do Sul e de

estruturas compressivas de escala regional, como a megassinforma do rio Paraíba do

Sul e a megantiforma do Rio de Janeiro.

O período pós-tectônico marcou a transição para o regime distensional atuante

no Fanerozóico, com a geração de corpos granitóides isotrópicos, comumente

associados a rochas de composições básicas (Heilbron et al., 1995).

2.4 - O Arco Magmático Rio Negro

O estudo do magmatismo até aqui realizado no Orógeno Ribeira identificou

estágios distintos de evolução magmática em conformidade com a evolução do

orógeno. No Orógeno Ribeira, produtos que evidenciam o processo de subducção se

localizam principalmente no Terreno Oriental, além de rochas granitóides das etapas

sin a pós-colisionais. Trabalhos de Tupinambá et al. (1998) e Tupinambá (1999),

aliando mapeamento geológico de detalhe a estudos petrológicos e geocronológicos,

19

levaram à caracterização de um arco magmático Brasiliano, denominado Arco

Magmático Rio Negro, localizado no Terreno Oriental.

O ambiente tectônico proposto para a formação deste complexo é o de arcos de

ilhas, passando a características de arco continental nos litotipos mais ácidos do

complexo, representado pelo Batólito Serra dos Órgãos. Essa transição entre

ambientes pode ser resultado de um longo período de subducção e consequente

aumento da maturidade do arco (Tupinambá, 1999).

O Arco Magmático Rio Negro compreende rochas que representam plútons pré-

colisionais juvenis que foram resultado da subducção da litosfera oceânica da Placa

São Francisco para leste, num longo intervalo de tempo, entre 790 e 630 Ma.

(Tupinambá, 1999; Heilbron & Machado, 2003). Apenas a porção plutônica deste arco

está preservada atualmente, compreendendo corpos cálcio-alcalinos de ortognaisses

tonalíticos a graníticos com corpos gabróicos associados.

Apresenta uma variedade de ortognaisses bandados, migmatíticos, onde se

destacam litotipos como: (hornblenda)-biotita gnaisse porfiroblástico de composição

granítica a granodiorítica e hornblenda-biotita gnaisse tonalítico com enclaves máficos

de diorito (Eirado et al., 2006). Além disso, no interior do Complexo Rio Negro, são

documentados corpos centimétricos a métricos oriundos da fusão parcial dos

ortognaisses do Arco Rio Negro. São corpos semi-concordantes de (hornblenda)-biotita

gnaisse porfiróide e leucognaisse fino, sendo ambos de composição granítica

(Tupinambá et al., 2000 In: Eirado et al., 2006).

Corpos granitóides sin a tardi-colisionais, cuja geração e posicionamento se

deram durante os eventos D1 + D2 (período sin-colisional) e D3 (período tardi-

colisional) ocorrem em ambos os terrenos, sendo abundantes no Terreno Oriental.

Estes incluem corpos de grande expressão areal como o Batólito da Serra dos Órgãos

(Tupinambá, 1999).

Os Corpos interpretados como pós-colisionais, como exemplo, os Granitos

Parati, Nova Friburgo, Frade, Pedra Branca, Favela e Mangaratiba, representam

eventos tectono-magmáticos tardios, provavelmente relacionados ao colapso da

Orogênese Brasiliana (Heilbron et al., 1995; Tupinambá, 1999).

Dados isotópicos obtidos por Tupinambá et al. (2000) e Heilbron & Machado

(2003) sugerem pelo menos duas etapas de geração de rochas neste arco: 790 Ma e

635-620 Ma. Destaca-se que os dados isotópicos de Pb indicam ausência de herança

paleoproterozóica ou mais antiga, e que os dados de Nd indicam dois grupos de

rochas, com níveis de contaminação crustal contrastantes.

20

Capítulo 3 – Geologia Local 3.1 Aspectos Geomorfológicos

O município de Seropédica-RJ está localizado em parte da área da baixada

fluminense, região centro-sul do Estado do Rio de Janeiro. Possui predomínio de

coberturas sedimentares recentes, fluviais e marinhas. Na área do município, afloram

ilhas de rochas do embasamento de formas sinuosas e geometria convexa.

Destacam-se ao redor da área em questão, grandes lineamentos estruturais e

de cristas de colinas estruturais de direção preferencial N55°-60°E e,

subordinadamente, lineamentos de direção NW-SE (figura 6, 7 e 8). Tais lineamentos

representam as direções preferenciais de controle estrutural da Faixa Ribeira.

Os arredores da área de mapeamento podem ser divididos em dois Domínios:

Domínio de baixada e Domínio de encostas (figura 6).

Figura 6: Lineamentos estruturais ao redor da área de estudo e seus domínios: Dbx (Domínio de Baixada) e Den.(Domínio de encontas). Modificado de Google Maps (acessado em 02/02/2010).

UFRRJ

N

21

Figura 7: Sistemas de fraturas observados em uma das frentes da pedreira. Foto orientada para SW.

Figura 8: Vista dos arredores da área de mapeamento. Observar os lineamentos e cristas estruturais orientados segundo a direção NE-SW. Foto tirada para SW.

22

3.2 - Descrições de Afloramentos

Os perfis de frentes da pedreira foram confeccionados de maneira que

pudessem caracterizar melhor o contato entre os litotipos e realçar suas relações

estruturais. O estudo identificou basicamente dois litotipos que predominam largamente

na área de estudo, localizada nas dependências da pedreira Emfol® (Figura 9).

O primeiro deles, predominando tanto em área, quanto em volume, constitui o

principal litotipo observado no campo. Foi classificado através de petrografia macro e

microscópica (Streckeisen,1976) como um ortognaisse de composição monzogranítica

a granodiorítica migmatizado, representando a rocha que sofreu a fusão parcial. O

segundo litotipo foi classificado como um sienogranito a álcaligranito e interpretado

como sendo o líquido granítico resultado da fusão parcial do ortognaisse encaixante.

Este litotipo é leucocrático com presença incipiente de biotita e também é o neossoma

do migmatito (Figura 10).

Observamos na frente de mapeamento PE-F1-A um corpo tabular de

composição álcaligranítica inserido em rocha encaixante ortognáissica. É relevante a

interação entre o litotipo de alojamento posterior e o ortognaisse, sendo observado um

bolsão de mistura entre as duas rochas (Figura 10 e 11). Este bolsão sugere baixo

contraste de viscosidade e térmico entre elas, pois é claramente observada uma

interação na forma de mistura entre o neossoma leucossomático e o ortognaisse

migmatítico. A forma assimilada e pouco angulosa dos enclaves também indica que as

rochas possuíam comportamentos reológicos semelhantes (Figura 11). Texturas do

tipo Schollen em migmatitos também foram observadas em campo.

É possível observar, na frente de mapeamento PE-F1-B (figura 12), a

continuação do corpo álcaligranítico e o alto nível de venulações associado a ele,

apesar desta frente de lavra se encontrar mais alterada e fraturada em relação à frente

PE-F1-A. O álcaligranito se coloca preferencialmente paralelo à estruturação do

ortognaisse.

Este último exibe alguns enclaves surmicáceos (restitos), compostos

principalmente por biotita, podendo indicar que a temperatura não foi suficientemente

elevada para gerar expressiva fusão deste mineral, representando um resíduo

refratário (Figura 11). É concentrada principalmente em enclaves surmicaceous e

auréolas refratárias de enriquecimento deste mineral. Tais enclaves mostram geometria

discóide. Destaca-se também a presença de enclaves dentro do corpo granítico, onde

é possível observar a rocha encaixante sendo incorporada ao leucossoma. Além disso,

23

por todo o corpo rochoso, podemos ver regiões com cumulados de biotita (Figura 13 e

14). A figura 15 nos mostra o aspecto de alteração da rocha que predomina no campo.

Figura 9: Imagem da frente de mapeamento PE-F1-A, realçando contanto entre os dois litotipos

identificados no campo.

Figura 10: Frente PE-F1-A mostrando a interação do álcaligranito com sua encaixante.

1 m

24

Figura 11: “Zoom” e detalhe de um enclave surmicaceous representando resíduo refratário.

ZOOM

25

Figura 12: Frente de mapeamento PE-F1-B mostrando corpo diferenciado granítico (Lgranito) e venulações quartzo-feldspáticas na rocha encaixante (ortognaisse migmatítico).

Figura 13: Enriquecimento em biotita frequentemente observado no campo.

26

Figura 14: Enclaves surmicáceos e um dique de leucogranito.

Figura 15: Aspecto fresco e alterado do litotipo predominante na área de estudo.

27

3.3 - Geologia Estrutural

Os lineamentos estruturais da área podem ser correlacionados às orientações

preferenciais das estruturas regionais observadas no âmbito da Faixa Ribeira. Muitos

lineamentos de direção NE e subordinadamente NW se destacam no relevo das áreas

adjacentes ou muito próximas ao local do estudo, como evidenciados no item 3.1

(aspectos geomorfológicos) deste capítulo (figura 16).

Estruturas de caráter transpressivo dominantemente dextral, formadas durante o

Ciclo Brasiliano foram reativadas no Cretáceo, porém, agora com caráter distensivo,

resultado de fragmentação do paleocontinente Gondwana e abertura do Atlântico Sul.

No local dos estudos foram observadas muitas fraturas (figura 17) e fraturas de alívio

de pressão, além de falhamentos subordinados (figura 18). É apresentando um

diagrama de rosetas estatístico com as atitudes das fraturas/falhas observadas no

campo (figura 19).

O ortognaisse encaixante sofreu intensiva deformação e recristalização, por

vezes mascarando estruturas previamente formadas. Seu estado de migmatização é

elevado, visto existirem muitas venulações e remobilização de material granítico,

resultado de fusão parcial. O corpo de álcaligranito está alojado preferencialmente

paralelo à estruturação do ortognaisse.

Estas rochas se encontravam em crosta espessada profunda no momento da

migmatização. Muitas vezes esta rocha exibe caráter compacto e em outras sua

foliação ainda é marcada. A estruturação principal observada em campo é dada pela

trama do ortognaisse, apresentando uma estrutura planar com atitudes aproximadas de

130-150º/35º (figura 20) muito inconstante, com intensa deformação e alto nível de

venulações, além de dobras ptigmáticas frequentemente observadas (figura 21).

28

Figura 16: Fraturas observadas em uma das frentes da pedreira, sendo correlacionadas aos vales

estruturais das “morrarias” adjacentes. Foto tirada para SW.

Figura 17: Fraturamentos em três direções preferenciais em uma das frentes da pedreira, foto p/ NE.

29

Figura 18: Falhamento normal na frente PE-F1-A com rejeito aproximado de 0,5 m.

Figura 19: Diagrama de rosetas das atitudes das fraturas/falhas.

30

Figura 20: Estereograma mostrando a maior densidade dos pólos da foliação.

Figura 21: Dobras ptigmáticas não penetrativas observadas em muitos afloramentos.

31

3.4 - Petrografia

Além da descrição macroscópica de um exemplar representativo (figura 22),

foram confeccionadas 10 secções delgadas (0,03mm) dos exemplares coletados na

etapa de campo. A confecção das lâminas foi executada dentro das dependências do

Departamento de Geociências da UFRuralRJ, sendo duas do contato claro entre os

dois litotipos. Posteriormente, as amostras foram classificadas com base no diagrama

QAP de Streckeisen (1976), gerando doze círculos de classificação modal para as

amostras (figura 23). Em anexo seguem as descrições microscópicas detalhadas de

cada um dos exemplares analisados, com indicação das amostras que foram também

submetidas à geoquímica.

Figura 22: Amostra representativa PE-00. Contato entre ortognaisse migmatítico e leucossoma granítico.

32

O ortognaisse (paleossoma) possui coloração natural cinza, apresenta-se

intensamente recristalizado e com fortes indícios de circulação de fluidos, mostrando

alterações hidrotermais. A sua granulação é fina a média com a média em torno de

1,3mm, apresentando foliação, quando preservada, definida principalmente pela

orientação de cristais de biotita (figura 24-a e b). Os minerais formadores da rocha são:

biotita, quartzo, plagioclásio e microclina, em ordem crescente de abundância. Por

vezes o plagioclásio é mais abundante do que o k-feldaspato, o que o faz variar um

pouco sua classificação modal, variando de gnaisses monzograníticos até termos

próximos aos granodioritos. Biotita é o mineral máfico presente, ocorrendo em grãos

planares e subédricos (predomínio), de granulação fina-média, eventualmente

alterados para clorita e perfazendo cerca de 10% do volume da rocha. O quartzo é

granular, anédrico, límpido e recristalizado, ocorrendo em grãos individualizados na

matriz ou como inclusões arredondadas de granulação fina (Figura 24-c).

Frequentemente este mineral apresenta extinção ondulante e microfraturamentos por

vezes preenchidos por minerais de alta birrefringência. Perfaz cerca de 25% do volume

da rocha (Figura 24-d). O plagioclásio tem grãos tabulares, subédricos de granulação

média, saussuritizados, perfazendo 30% do volume (Figura 24-e). Algumas vezes

mostram geminação em linhas bem definida (Figura 24-f), por vezes complexa, em

outros casos inconstante ou ausente. Algumas vezes ocorre incluso, indicando

formação precoce. Microclina mostra cristais tabulares, subédricos de granulação

média, com inclusões de quartzo residual e eventualmente de biotita e plagioclásio,

perfazendo cerca de 35% do volume. Por vezes mostra cristais menores neoformados

Figura 23: Classificação modal das amostras em diagrama QAP de Streckeisen (1976).

33

resultado de anatexia (Figura 24-g e h). Como minerais acessórios tem-se zircão,

apatita, minerais opacos e titanita.

O álcaligranito a sienogranito (neossoma) possui coloração natural rósea

esbranquiçada de granulação grossa homogênea, às vezes com textura pegmatítica,

com a média calculada em torno de 3,0mm. É formado por plagioclásio, quartzo e

microclina, em ordem crescente em abundância, biotita é praticamente ausente.

Microclina se sobressai devido à granulação e volume. Ocupa um volume de 60-70%

da rocha e mostra geminação em tartan. Possui hábito tabular subédrico e foram

observadas texturas mirmequíticas nos bordos de alguns cristais. Alguns cristais estão

sericitizados e fraturados. Quartzo representa cerca de 20% em volume, apresentando

hábito granular anédrico. Alguns cristais possuem extinção ondulante. Está

microfraturado e estas fraturas estão preenchidas por minerais de alta birrefringência.

Plagioclásio possui hábito tabular subédrico ocupando um volume variável, mas em

torno de 10% na rocha. Devido a esse volume variável, as rochas podem plotar em

campos distindo, tanto como álcaligranitos quanto como granitos. Seus cristais se

encontram bastante alterados para saussurita, mais alterados quando comparados ao

feldspato potássico.

34

35

Figura 24: Fotomicrografias dos exemplares coletados no campo, realçando diferentes características texturais e microestruturais. As fotomicrografias foram tiradas na objetiva vermelha (5,0 mm de diâmetro). a) textura e estrutura recristalizada do ortognaisse. b) foliação metamórfica ainda preservada, dada pela orientação de cristais de biotita. c) deformação em cristal de microclina possuindo inclusão de quartzo residual. d) quartzo recristalizado mostrando extinção ondulante e inclusão de plagioclásio. e) cristal de plagioclásio muito alterado mostrando geminação ainda preservada. f) aspecto límpido de cristal de plagiolcásio em contato com cristal de microclina. g) cristal de microclina mostrando inclusão de cristal de plagioclásio previamente cristalizado. h) aspecto intensamente recristalizado da rocha e cristal de plagioclásio com geminação observável no bordo esquerdo do cristal.

3.5 - Geologia Econômica

Os agregados, ou seja, materiais naturais tais como areia, cascalho e rocha

britada são os bens minerais mais amplamente lavrados pela “pequena” mineração.

Chamamos de pequena mineração as empresas que lavram até 3.000 Ton/dia.

Resultado da intensa demanda da construção civil (atualmente em escala crescente),

os agregados são, no Rio de Janeiro, bens minerais amplamente solicitados pelo setor

de infra-estrutura e construção civil.

Ortognaisses e paragnaisses, alguns granitos e rochas alcalinas são as

principais litologias extraídas como rocha britada no estado do Rio de Janeiro. As

rochas alcalinas são extraídas na pedreira Vigné®, no município de Nova Iguaçú,

também inserido na baixada fluminense, vizinho ao município de Seropédica.

Atualmente, com 32 pedreiras operando em todo o Estado, o DRM-RJ estuda

novas áreas para expansão de retirada de agregados, principalmente na região

metropolitana do Rio de Janeiro. Os custos envolvidos com o transporte da brita não

podem exceder o valor do produto, sendo a distância máxima aproximada da lavra até

a demanda de 100 km. Muitas vezes, a chegada da população ao entorno da lavra,

devido ao intenso crescimento urbano, limita ou até inviabiliza a extração do minério. O

barulho e as vibrações sísmicas são um incômodo à população e são regulamentados

pelo INEA.

O local dos estudos está dentro das dependências da Empresa de Mineração

Fonte Limpa® (EMFOL), que faz a retirada de agregados (figuras 25 e 26), mais

especificamente de rocha britada (figuras 27 e 28), para o setor da construção civil.

Novas estradas, portos e obras de infra-estrutura básica em todo o estado do Rio de

Janeiro, como o Arco Metropolitano, tendem a aumentar a demanda por rocha britada e

de outros agregados.

Vale ressaltar que os aspectos estruturais das rochas ocorrentes no local

condicionam o tipo de fraturamento no corpo rochoso, resultado das tensões radiais e

36

tangenciais impostas pelo explosivo utilizado, geralmente a base de nitrato de amônio.

Veios e pequenos corpos tabulares ou condutos preenchidos por leucogranito são

locais preferenciais de quebra do corpo rochoso (figura 29 e 30).

Figura 25: Retirada do minério de uma das frentes da pedreira.

Figura 26: Pá carregadeira enchendo um caminhão com minério retirado em uma das frentes.

37

Figura 27: Pá carregadeira enchendo um caminhão com rocha britada.

Figura 28: Planta de beneficiamento do minério.

38

Figura 29: Quebra preferencial do corpo rochoso ao longo dos planos de fraqueza.

Figura 30: Detalhe do fraturamento preferencial ao longo dos planos de descontinuidade.

Quebra Prefencial

Quebra preferencial

39

Capítulo 4 - Aspectos Geoquímicos:

4.1 - Análises Químicas

O conjunto de rochas estudadas foi submetido a análises litogeoquímicas para

melhor caracterização dos exemplares coletados em campo. Com estes dados foi

possível realizar a complementação das descrições petrográficas e ainda a tentativa de

inserção destas rochas em um ambiente geotectônico apropriado, através dos diversos

diagramas de interpretação petrológica presentes na literatura. O laboratório solicitado

para a realização das análises litogeoquímicas foi o ACTLABS, sediado no Canadá e

utilizou a técnica ICP-AES (Inductively Coupled Plasma – Atomic Emission

Spectrometry).

No total, oito amostras foram analisadas para elementos maiores, menores e

traços, incluindo, neste caso, os ETRs (elementos terras-raras). Foram utilizados na

interpretação geoquímica vários parâmetros petroquímicos (tabela 2), como: ∑ETR;

(Eu/Eu*)n; (La/Yb)n e FMMT (soma das concentrações de Fe2O3, FeO, MgO, MnO e

TiO2). No caso do (Eu/Eu*)n sua concentração foi normalizada pelo condrito de

Boynton (1984) e dividida pela metade da soma do conteúdo normalizado de Sm mais

o conteúdo normalizado do Gd e, no caso (La/Yb)n foi feita a divisão entre o conteúdo

normalizado de La pelo condrito, pelo conteúdo de Yb normalizado pelo mesmo

condrito.

Foram escolhidas cinco amostras da rocha encaixante ortognáissica (a rocha

que sofreu a fusão parcial), sendo que duas delas (PS-11 e PS-12) foram coletadas

fora das dependências da pedreira Emfol®. As mesmas foram coletadas na Pedreira

“Suellen”, uma pedreira desativada, localizada no centro da Cidade de Seropédica,

distando cerca de 4,0 Km da área onde se concentrou o estudo (figura 31). Esta

pedreira também nos fornece bons afloramentos, mostrando as relações entre os

diferentes litotipos.

A coleta em diferentes pontos foi realizada para efeito de comparação entre as

diferentes litologias gnáissico-migmatíticas observadas na área correspondente ao

centro da Cidade de Seropédica. Sendo as rochas bastante semelhantes

petrograficamente, não foi realizada laminação para estas amostras, mas vale ressaltar

que estas amostras parecem representar um nível crustal inferior, devido ao seu

empobrecimento em SiO2 e enriquecimento em biotita, comparativamente às outras

40

amostras. As outras seis correspondem aos tipos litológicos descritos na seção de

petrografia (PE-01, PE-03, PE-04, PE-06, PE-07 e PE-10), sendo as amostras PE-06,

PE-07 e PE-10 correspondentes à fusão parcial mais diferenciada.

A Tabela 1 mostra os resultados obtidos pelas análises geoquímicas das

amostras selecionadas. Os resultados foram organizados de modo a apresentar uma

ordem crescente em teor de sílica. Deve-se observar que todas as análises estão

absolutamente dentro dos valores de fechamento aceitáveis, neste caso, 0,5% para

mais ou para menos, considerando a perda ao fogo (LOI). Os valores dos elementos

maiores encontram-se em porcentagem peso e os menores e traço em partes por

milhão (ppm). Foram sugeridas classificações para as rochas com base na sua

composição química, levando em consideração principalmente o teor de sílica das

rochas. As amostras analisadas foram as mais representativas possíveis, além de

terem sido evitadas as rochas afetadas por migmatização intensa.

Figura 31: Localização em mapa, dos diferentes locais de coleta de amostras para análises

geoquímicas. Modificado de google maps (acessado em 08/06/2011).

41

Tabela 1: Composição química para os granitóides estudados - Elementos Maiores (% Peso):

Amostra Tipo de rocha SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 LOI Total

PS-12 Granodiorito/Tonalito 59,76 1,32 14,90 2,45 5,20 0,08 2,96 5,60 2,85 3,10 0,75 0,70 99,67

PS-11 Granodiorito/Tonalito 61,64 1,65 15,12 4,10 2,44 0,30 1,85 3,88 3,76 3,34 0,88 0,80 99,76

PE-01 Granodiorito 62,71 1,48 14,89 4,84 2,23 0,10 2,44 4,16 3,15 3,12 0,70 0,24 100,06

PE-04 Granodiorito 63,23 1,74 14,43 2,06 3,03 0,05 2,20 5,32 3,24 3,45 0,60 0,55 99,90

PE-03 Granodiorito 63,86 1,52 14,76 2,73 3,21 0,03 1,67 4,54 3,05 3,01 0,67 0,76 99,81

PE-06 Granito 71,60 0,45 15,16 1,83 0,04 0,04 0,14 1,21 3,20 5,68 0,12 0,69 100,16

PE-07 Granito 71,64 0,43 14,91 1,55 0,10 0,01 0,12 1,10 2,96 6,41 0,11 0,71 100,05

PE-10 Granito/Pegmatito 74,26 0,30 14,24 0,89 0,03 0,04 0,03 1.02 3,13 6,54 0,07 0,29 99,82

Tabela 1 (continuação): Composição química para os granitóides estudados - Elementos Menores e Traços (ppm):

Amostra Rb Ba Sr Nb Zr Y Hf Ta Th U V Co Zn Pb

PS-12 145,00 2980,00 1154,00 31,00 447,00 49,00 15,30 1,40 15,80 1,90 175,00 25,00 128,00 55,00

PS-11 129,00 1451,00 667,00 59,00 339,00 38,00 12,70 1,93 32,00 1,30 146,00 23,00 73,00 24,00

PE-01 150,55 1646,00 745,00 33,53 480,00 30,00 11,80 1,63 23,36 1,85 103,00 13,00 93,00 52,00

PE-04 158,00 3321,00 1287,00 36,00 541,00 55,00 13,10 1,60 14,60 1,30 154,00 23,00 129,00 59,00

PE-03 198,00 1381,00 650,00 27,45 378,00 23,00 15,20 1,00 37,20 1,50 42,00 31,00 21,00 43,00

PE-06 234,00 1559,00 402,00 15,20 332,00 34,00 13,40 1,20 38,90 1,20 35,00 29,00 25,00 35,00

PE-07 210,00 1290,00 561,00 25,01 458,00 17,00 19,40 0,90 33,23 1,34 54,00 30,00 26,00 54,00

PE-10 222,00 2016,00 432,00 23,40 368,00 22,00 15,20 1,10 46,00 1,10 33,00 38,00 34,00 37,00

42

Amostra La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

PS-12 159,00 238,00 24,65 132,00 14,60 3,98 12,76 1,65 7,30 1,43 3,45 0,43 2,61 0,38

PS-11 190,20 154,10 43,00 117,00 12,83 2,46 10,38 1,46 4,14 1,06 2,37 0,22 2,31 0,26

PE-01 129,90 253,06 30,02 103,85 15,35 3,18 10,80 1,25 5,85 1,02 2,61 0,33 2,04 0,28

PE-04 165,00 245,00 28,80 126,00 15,80 4,24 13,33 1,61 7,59 1,58 3,20 0,31 2,55 0,35

PE-03 210,60 329,90 32,09 153,90 13,67 1,54 7,81 0,65 3,12 0,75 1,88 0,21 1,21 0,16

PE-06 221,89 365,40 32,80 171,10 14,21 1,47 7,65 0,81 3,15 0,85 2,10 0,22 1,35 0,15

PE-07 197,30 309,12 31,90 167,23 14,65 1,73 8,21 0,75 3,43 0,81 1,98 0,31 1,34 0,17

PE-10 8,34 16,32 1,35 6,09 0,98 1,36 1,07 0,17 0,75 0,11 0,35 0,02 0,26 0,05

Tabela 2: Parâmetros petroquímicos de interpretação:

Amostra ∑ETR (Eu/Eu)n Razão La/Yb FMMT

PE-01 559,54 11,22 94,59 11,09

PE-03 757,49 8,04 258,16 9,16

PE-04 615,36 13,87 95,98 9,08

PS-12 602,24 13,31 90,36 12,01

PS-11 541,79 10,76 122,13 10,34

PE-06 823,15 7,86 243,79 2,50

PE-07 738,93 8,45 218,39 2,21

PE-10(peg) 37,22 3,85 47,58 1,29

4.2 - Interpretação Petrológica

Os litotipos estudados correspondem a um conjunto de ortognaisses

migmatizados que se classificam no campo subalcalino (figura 32) e mostram evolução

ao longo de uma tendência cálcio-alcalina (figura 33) de caráter metaluminoso a

levemente peraluminoso (figura 34). As rochas podem ser agrupadas em dois

conjuntos: o primeiro mostra acidez intermediária, apresentando teor de sílica que varia

43

de 59,76% até 63,86% (amostras vermelhas nos diagramas). O segundo grupo mostra-

se mais evoluído e mais enriquecido em SiO2, são rochas ácidas (amostras azuis nos

diagramas), com valores superiores a 70%, correspondendo principalmente à fusão

granítica.

A Tabela 2 nos mostra que os ortognaisses são mais enriquecidos em óxidos de

elementos incompatíveis, como o Ferro e o Magnésio, sendo observável na última

coluna da tabela, e que as rochas graníticas são comparativamente empobrecidas

nestes elementos. Isto nos mostra que biotita foi concentrada na fonte, pois representa

o mineral refratário no processo de fusão parcial destas rochas, corroborando os dados

coletados nos perfis de campo, onde foram observados cumulados e enclaves máficos

deste mineral.

35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 850

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

SiO2 (% Peso)

Na2O

+ K

2O

(%

Peso)

Alcalino

SubAlcalino

Figura 32: Diagrama TAS de Irvine & Baragar (1971).

44

O elemento Európio tende a se concentrar em feldspatos e mais

especificamente no plagioclásio. A Tabela 2 mostra que os ortognaisses são mais

enriquecidos em Eu. Isso é indicativo de concentração de plagioclásio na fonte, em

detrimento dos líquidos graníticos gerados no processo de fusão parcial, onde

microclina possui maior representatividade. A razão La/Yb nos mostra que os granitos

Na2O + K2O MgO

FeO*

Toleiítico

Cálcio-Alcalino

Figura 33: Diagrama AFM de Irvine & Baragar (1971), mostrando trend cálcio-alcalino dos exemplares estudados.

1 2

1

2

3

Al2O3/(CaO + Na2O + K2O)

Al2

O3/(

Na2O

+ K

2O

)

Metaluminoso Peraluminoso

Peralcalino

Figura 34: Caráter metaluminoso a levemente peraluminoso dos litotipos analisados, segundo Maniar & Piccoli (1989).

45

são mais enriquecidos em ETR’s leves em comparação com os ortognaisses,

excetuando-se a amostra PE-10, que representa uma fácies granítica pegmatítica bem

diferenciada, com plagioclásio praticamente ausente.

Ao observarmos a classificação química para as rochas (figura 35), vemos que

as mesmas encontram-se plotadas em campos suavemente distintos das

classificações petrográficas através do diagrama QAP. No primeiro caso, os gnaisses

que predominam em volume e área, e que sofreram a fusão parcial variam de quartzo-

monzonitos, tonalitos até granodioritos, e na petrografia todas estão plotadas no campo

dos monzogranitos. Já para os granitos, resultado da anatexia, plotam todos no campo

dos granitos, assim como nas classificações petrográficas, com exceção de uma

amostra, que foi classificada na petrografia como álcaligranito, devido ao seu alto

conteúdo de microclina e que corresponde à amostra PE-10.

Ao analisarmos mais atentamente os diagramas bivariantes do tipo Harker para

Ti, Ca, Mg e Fe e outros elementos (figura 36), fica bem clara a separação do conjunto

de rochas em dois grupos distintos marcada pela presença de um “gap” composicional,

o que é indicativo da não cogeneticidade das rochas.

Percebemos que, apesar destas suaves discordâncias, a interpretação

petrológica bem como do ambiente tectônico de formação das rochas não fica

comprometida, visto que estas sutilezas aparecem devido às diferenças dos

parâmetros levados em consideração pela química, em relação aos parâmetros

mineralógicos levados em consideração pela petrografia, que conseqüentemente

plotam as amostras em campos ligeiramente distintos.

35 45 55 65 750

5

10

15

SiO2 (% Peso)

Na2O

+ K

2O

(%

Peso)

Figura 35: Classificação química das amostras analisadas segundo Le Maitre (ed.), 1989.

Granitos

Granodiorito

Tonalito

Quartzo-

Monzonito

46

SiO2 x TiO2

0

0,5

1

1,5

2

50 55 60 65 70 75 80

SiO2 (%Peso)

TiO

2 (

%P

es

o)

SiO2 x Al2O3

14

14,2

14,4

14,6

14,8

15

15,2

15,4

50 55 60 65 70 75 80

SiO2 (%Peso)

Al2

O3

(%

Pe

so

)

SiO2 x Fe2O3

0

1

2

3

4

5

6

50 55 60 65 70 75 80

SiO2 (%Peso)

Fe2O

3 (%

Peso

)

SiO2 x FeO

0

1

2

3

4

5

6

50 55 60 65 70 75 80

SiO2 (%Peso)

FeO

(%

Peso

)

SiO2 x MgO

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

50 55 60 65 70 75 80

SiO2 (%Peso)

Mg

O (%

Pe

so

)

SiO2 x CaO

0

1

2

3

4

5

6

50 55 60 65 70 75 80

SiO2 (%Peso)

CaO

(%

Peso

)

SiO2 x Na2O

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

50 55 60 65 70 75 80

SiO2 (%Peso)

Na

2O

(%

Pe

so

)

SiO2 x K2O

0

1

2

3

4

5

6

7

50 55 60 65 70 75 80

SiO2 (%Peso)

K2O

(%

Peso

)

SiO2 x P2O5

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

50 55 60 65 70 75 80

SiO2 (%Peso)

P2

O5

(%

Pe

so

)

SiO2 x MnO

0,01

0,1

1

50 55 60 65 70 75 80

SiO2 (%Peso)

Mn

O (

%P

es

o)

Lo

g

Figura 36: Diagramas bivariantes tipo Harker para elementos maiores dos litotipos analisados.

47

O padrão dos elementos terras raras é mostrado nas figuras 37 e 38, onde é

possível perceber o comportamento destes elementos nos diferentes litotipos. Os

ortognaisses mostram-se enriquecidos em ETR’s leves em comparação aos pesados e

em alguns casos é perceptível uma suave anomalia negativa de Európio. No caso dos

granitos (figura 38), vemos que o padrão de distribuição dos ETR’s é bem semelhante

aos dos ortognaisses onde é evidente o enriquecimento em terras raras leves. As

amostras PE-06 e PE-07 apresentam uma leve anomalia negativa de Európio, podendo

indicar que houve uma retenção de plagioclásio na fonte. Já a amostra PE-10

apresenta uma anomalia positiva para este elemento. Isto acontece porque a amostra

PE-10 é uma fácies pegmatítica do granito anatético, tendo abundante presença de

microclina que pode hospedar o Európio e gerar uma anomalia positiva.

Norm: SUN

La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

. 1

1

10

100

1000

PE-12 PE-11 PE - 01 PE - 04 PE -03

Figura 37: Padrão dos ETR’s para os ortognaisses.

Norm: SUN

La Ce Pr Nd SmEu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu .1

1

10

100

1000

PE - 06 PE -10

Figura 38: Distribuição de ETR’s para os granitos.

48

4.3 - Interpretação Tectônica

Os diagramas de interpretação tectônica nos mostram que o conjunto estudado

encontra-se classificado no campo das rochas formadas em ambiente pré-colisional e

intraplaca (WPG), variando até tipos sin-colisionais gerados em arco magmático

continental ou oceânico (VAG) (figuras 39 e 40). Os ortognaisses migmatíticos

(amostras vermelhas) plotam predominantemente no campo das rochas pré-colisionais

colocados em ambiente intraplaca. Já as rochas que se mostram mais diferenciadas

(amostras azuis), são classificadas como rochas sin-colisionais a pós-orogênicas,

geradas em ambiente de arco magmático continental ou oceânico. No entanto, os

parâmetros de campo, petrográficos e químicos apontam de maneira objetiva e

sistemática para formação em condições de arco magmático continental,

possivelmente representando áreas profundas e retrabalhadas do orógeno Ribeira, a

qual se relaciona. Este fato se deve à composição mais evoluída dos granitóides, com

biotita sendo o único mineral máfico na moda da rocha e sua composição média sendo

granodiorítica. Se estas rochas fossem geradas em arco magmático oceânico tipo

Japão, esperaríamos observar rochas menos evoluídas, de composição diorítica, com

hornblenda na moda da rocha.

Segundo Pearce et al. (1984), os granitóides intraplaca podem ser subdividos

em três tipos distintos, são eles: 1) introduzidos em crosta continental de espessura

normal; 2) introduzidos em crosta continental atenuada; e 3) introduzidos em crosta

continental oceânica. No presente estudo a similaridade se dá com os granitóides do

tipo 2, pois apresentam características de serem cálcio-alcalinos e metaluminosos a

levemente peraluminosos para os tipos mais evoluídos. Os granitóides gerados em

ambiente de arco são, por sua vez, subdivididos em dois tipos: 1) gerados em crosta

continental; e 2) gerado em crosta oceânica. A estes ambientes três tipos de

granitóides são associados. Os aqui estudados se enquadram naqueles gerados em

arcos calcio-alcalinos continentais e que apresentam variação petrográfica pelos tipos

qtz-monzonito-tonalito-granodiorito-granito, e que apresentam biotita na moda da

rocha. O conjunto de amostras pode representar o campo de variação associado a uma

orogênese do tipo Caledoniana.

49

O diagrama multicatiônico R1xR2 de Batchelor & Bowden (1985), mostrado na

figura 41, exibe a classificação dos exemplares estudados. Na interpretação dos

autores, a variação composicional de granitóides, desde os pré-colisionais até os tardi-

1 10 100 10001

10

100

1000

Y (ppm)

Nb (

ppm

)

ORG

Granitóides Intraplaca

VAG +syn COLG (Granitóides de Arco)

Figura 39: Diagrama de classificação de ambiente tectônico segundo Pearce et al. (1984).

1 10 100 1000

10

100

1000

Y + Nb (ppm)

Rb (

ppm

)

ORG

Granitos de Arco Vulcânico

Granitóides Intraplaca

SynCOLG

Figura 40: Diagrama de classificação de ambiente tectônico (Rb x (Y+Nb)) segundo Pearce et al. (1984).

50

orogênicos, reflete um aumento de disponibilidade de K e Na, além de representarem a

tendência de uma evolução dita normal da fonte durante uma orogênese, corroborando

e confirmando os dados obtidos em campo, onde as rochas mais evoluídas se mostram

mais enriquecidas em microclina, quartzo e plagioclásio sódico. Estas rochas podem

ter sido geradas em um ambiente análogo ao atual arco vulcânico continental Chileno,

sendo, posteriormente, intensamente deformadas e migmatizadas em um contexto de

colisão continental, no âmbito do Gondwana oriental.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 32500

500

1000

1500

2000

2500

R1 = 4Si - 11(Na + K) - 2(Fe + Ti)

R2 =

6C

a +

2M

g +

Al

1

1 - Fracionados Mantélicos

2

2 - Pré-Colisionais

3

3 - Pós-Soerguimento

4

4 - Tardi Orogênicos

5

5 - Anorogênicos

6

6 - Sin-Colisionais

7

7 - Pós-Orogênicos

Figura 41: Diagrama multicatiônico R1xR2, segundo Batchelor & Bowden (1985).

51

Conclusões

Resultado de intensa deformação e metamorfismo em crosta profunda, sob alta

pressão de H2O, é possível sugerir que estas rochas foram submetidas à anatexia in

situ, tendo sido atingido o mínimo granítico (~ 570ºC). Consequentemente, houve a

geração de líquidos graníticos que se alojaram principalmente paralelos à foliação

gnáissica. Estes líquidos remobilizados possuem características mais diferenciadas em

relação ao seu protólito que sofreu a fusão parcial, apresentando acidez e teor de

álcalis superiores. Tais fatos nos indicam que estas rochas foram migmatizadas em

crosta profunda, talvez superior a 30 km de profundidade, no campo dúctil, e foram

alçadas para superfície devido ao intenso processo erosivo de remoção de material

rochoso atuante em todo o Fanerozóico e relacionado ao soerguimento da Serra do

Mar em tempos mais recentes.

Os litotipos analisados neste trabalho foram correlacionados às rochas do

denominado Arco Magmático Rio Negro, que apresenta rochas plutônicas

ortognáissicas, migmatíticas e granitóides sin a pós-colisionais (Tupinambá, 1999). A

estrutura predominante observada em campo é dada pela foliação do ortognaisse

migmatítico, com atitudes médias de 130-150º/30º. Um sistema de fraturas tardio se

impõe aos litotipos presentes gerando uma complexa estruturação combinada, com

direções N-NE e N-NW que, em união com a foliação principal, é capaz de isolar, no

campo, grandes blocos dos litotipos mapeados.

Os dados geoquímicos, com base na classificação através dos diversos

diagramas presentes na literatura, mostram evolução destas rochas ao longo de uma

tendência cálcio-alcalina de caráter metaluminoso a levemente peraluminoso,

principalmente para os litotipos mais evoluídos observados no campo. Além disso,

estes últimos correspondem às rochas graníticas geradas pela fusão parcial dos

ortognaisses encaixantes, tendo sido claramente individualizados ao longo dos perfis

de frentes de pedreira.

As rochas mostram-se enriquecidas em ETR’s leves em comparação aos

pesados e em alguns casos há uma suave anomalia negativa para Európio, com

exceção da amostra PE-10 que representa a fácies granítica pegmatítica.

Quanto ao ambiente tectônico possível de formação destas rochas, os dados

mostram de forma sistemática que as mesmas foram colocadas em ambiente

intraplaca, evoluindo para ambiente de arco vulcânico continental semelhante ao do

Chile, classificação válida para os ortognaisses, sendo este fato corroborado pelas

52

características de campo, petrográficas e químicas. Quanto aos granitos resultantes da

anatexia, foram classificados como gerados em ambiente de arco continental,

passando para ambiente de colisão continental até tipos pós-colisionais, sugerindo uma

tendência evolutiva dita normal para o amadurecimento deste arco.

O estudo aqui apresentado é pioneiro, em suas características, na aplicação das

técnicas de mapeamento de detalhe (levantamento de frentes de pedreira e

mapeamento detalhado) e nas análises geoquímicas na região alvo do estudo. Inseriu-

se, ainda, em um contexto de continuidade da aplicação de técnicas metodológicas

desenvolvidas pelo Grupo de Estudos em Petrologia da UFRRJ (GEP) nos últimos 20

anos, dando continuidade às pesquisas geológicas básicas (litoestrutural e

petrográfica) que vêm sendo desenvolvidas na região do entorno da Cidade do Rio de

Janeiro.

Tais estudos nos permitiram inserir e classificar os afloramentos conforme os

compartimentos da Faixa Ribeira, um cinturão orogênico correspondente ao Ciclo

Brasiliano/Pan-Africano de idade predominantemente Neoproterozóica. Além disso,

foram gerados os primeiros dados geoquímicos da área em questão, já servindo de

base para novos estudos nas áreas limítrofes. A proximidade do Campus da

UFRuralRJ com permissão de acesso a mais importante área de afloramento destas

rochas na região de Seropédica, fez com que conseguíssemos um bom desenrolar

deste estudo. O mesmo esteve calcado nas ocorrências de rochas magmáticas

(ganissificadas ou não), através de exaustivo programa levantamento de detalhe

realizado no campo (frentes de pedreiras e mapeamento de detalhe), de análises de

microtexturas e microestruturas bem como de análises de dados geoquímicos com

auxílio dos diferentes diagramas de interpretação presentes na literatura. Finalmente,

os objetivos propostos neste trabalho foram alcançados.

53

Referências Bibliográficas BATCHELOR, R.A. & BOWDEN, P. (1985). Petrogenetic Interpretation of Granitoid Rock Series Using Multicationic Parameters. Chem. Geol. 48: 43-55. EIRADO, L.G.; HEILBRON, M. & ALMEIDA, J.C.H. (2006). Os Terrenos Tectônicos da Faixa Ribeira na Serra da Bocaina e na Baía de Ilha Grande, Sudeste do Brasil. Revista Brasileira de Geociências, 36 (3), p.426-436. HEILBRON, M. (1995). O Segmento Central da Faixa Ribeira: Síntese Geológica e Ensaio de Evolução Geotectônica. Tese de Livre Docência, UERJ. 115p. HEILBRON, M.; VALERIANO, C.M.; VALLADARES, C.S. & MACHADO, N. (1995). A Orogênese Brasiliana no seguimento central da Faixa Ribeira, Brasil. Revista Brasileira de Geociências 25(4): 245-266. HEILBRON, M,; VALERIANO, C.; ALMEIDA, J.; TUPINAMBÁ, M.; VALLADARES, C.; DUARTE, B.P.; EIRADO, L.G.; JUNHO, M.C. & SCHMITT, R. (2000a). Tectonic Map of the Central Ribeira Orogenic Belt. International Geology Congress, 20, Rio de Janeiro, RJ, 2000a. Abstracts, SBG. HEILBRON, M.; MACHADO, N.; SIMONETTI, A.; DUARTE, B.P. (2003). A Paleoproterozoic orogen reworked within the Neoproterozoic Ribeira Belt, Southeastern Brazil. IV South American Symposium on Isotope Geology. Short Papers, 1, 186-189. HEILBRON, M, & MACHADO, N. (2003). Timing of terrane accretion in the Neoproterozoic-Eopaleozoic Ribeira orogen (SE Brazil). Precambrian Research, 125: 87-112. HELMBOLD, R.; VALENÇA, J.G. & LEONARDOS JR., O.H. (1965) – Mapa geológico do Estado da Guanabara. esc. 1: 50.000. 3 Folhas. MME/DNPM. IRVINE, T.N. & BARAGAR, W.R.A. (1971). A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks, Canadian Journal of Earth Sciences, vol.8, pp.523-548. LE MAITRE, R.W. (ed.) (1989). A Classification of Igneous Rocks and Glossary of Terms, Blackwell, Oxford, 193 pp. MANIAR, P.D. & PICCOLI, P.M. (1989). Tectonic discrimination of granitoids, Geological Society of America Bulletin, vol.101, pp.635-643. MANTESSO-NETO, V.; BARTORELLI, A.; CARNEIRO, C.D.R.; BRITO-NEVES, B.B. (2004). Geologia do Continente Sul-Americano: Evolução da Obra de Fernando Flávio Marques de Almeida. São Paulo, Beca, 2004, 647p. PEARCE, J.A.; HARRIS, N.B.W. & TINDLE, A.G. (1984). Trace Element Discrimination Diagrams for the Tectonic Interpretation of Granitic Rocks. J. Petrol., 25 (4): 956-983. PETERNEL, R.; TROUW, R.A.J. & SCHMITT, R.S. (2005). Interferência entre duas faixas móveis Neoproterozóicas: o caso das faixas Brasília e Ribeira no Sudeste do Brasil. Revista Brasileira de Geociências, 35(3): p.297-310. PORTO JR., R. & VALENTE, S.C. (1988). As rochas granitóides do norte da Serra da Pedra Branca e suas relações com as encaixantes gnáissicas na região de Bangu, Rio de Janeiro, RJ. Anais do 35º Congresso Brasileiro de Geologia, Belém, 3: 1066-1079.

54

PORTO JR., R.; DUARTE, B.P. & VALENTE, S.C. (1992d) - Processos de diferenciação magmática atuantes na formação da facies hololeucocrática do granito Pedra Branca, Maciço

da Pedra Branca, Rio de Janeiro. 37º Congr. Bras. Geol., Bol. Res. Expand., São Paulo, 1: 402-403. PORTO JR., R. (1993). Petrologia das Rochas Graníticas das Serras da Pedra Branca e Misericórdia, município do Rio de Janeiro. Dissertação de Mestrado, DGEL/UFRJ, 221p. (inédito). PORTO JR., R. (1993) - Geologia e Geoquímica dos Granitos da cidade do Rio de Janeiro, RJ, Brasil. Anais do II Congresso Internacional de Geoquímica dos Países de Língua Portuguesa. Porto, Portugal. PORTO JR., R. (2002). Inclusions in Microcline Megacrysts in Granites. Pedra Branca Granitic Complex, Rio de Janeiro, RJ, Brazil. Revista Universidade Rural, Série Ciências Exatas e da Terra, Vol. 21 (1): p.37-47. SCHMITT, R.S.; TROUW, R.A.J. & VAN SCHMUS, W.R. (1999ª). The characterization of a Cambrian (~ 520 M.a.) tectonometamorphic event in the Costeiro Domain of the Ribeira Belt, using U/Pb in syntectonic veins. In: SOUTH AMERICAN SYMPOSIUM ON ISOTOPE GEOLOGY, 2, Córdoba, Argentina, Actas… Anales XXXIV, SAGEMAR (Servicio Geológico Minero Argentino), p. 363-366. SCHMITT, R.S.; TROUW, R.A.J. & VAN SCHMUS, W.R. (1999b). The characterization of a Cambrian (~ 520 M.a.) tectonometamorphic event in the Costeiro Domain of the Ribeira Belt, using U/Pb in syntectonic veins. In: Simpósio Nacional de Estudos Tectônicos. Lençóis, Bahia. Extended Abstracts. SCHMITT, R.S.; TROUW, R.A.J. & VAN SCHMUS, W.R. (1999c). Reconhecimento de uma orogenia Cambro-Ordoviciana no Bloco Cabo Frio-SE da Faixa Ribeira-evidências estruturais e dados geocronológicos. In: Simpósio de Geologia do Sudeste, 6, São Pedro, SP, 1999. Boletim de Resumos, SBG/SP, p.15. SCHMITT, R.S. (2001). A Orogenia Búzios: Um evento tectono-metamórfico Cabro-Ordoviciano caracterizado no Domínio Tectônico de Cabo Frio, Faixa Ribeira-Sudeste do Brasil. Tese de Doutoramento, IG/UFRJ, 237p. SCHMITT, R.S.; TROUW, R.A.J.; VAN SCHMUS, W.R. PIMENTEL, M.M. (2004) Late amalgamation in the central part of West Gondwana: new geochronological data and the characterization of a Cambrian collisional orogeny in the Ribeira Belt (SE Brazil), Precambrian Research 133 (2004) 29–61. STRECKEISEN, A. (1976). To each plutonic rock its proper name, Earth-Science Reviews, vol.12, pp.1-33. TROUW, R.A.J.; HEILBRON, M.; RIBEIRO, A.; PACCIULLO, F.; VALERIANO, C.M.; ALMEIDA, J.C.H.; TUPINAMBÁ, M. & ANDREIS, R.R. (2000). The Central Segment of the Ribeira Belt, Tectonic Evolution of South American. Rio de Janeiro, p.287-310. TUPINAMBÁ, M.; HEILBRON, M.; OLIVEIRA, E.R.S.P.; PEREIRA, A.J.; CUNHA, E.R.S.P.; FERNANDES, G.; FERREIRA, F.N.; CASTILHO, J.; TEIXEIRA, W. (1996). Complexo Rio Negro – Uma unidade estratigráfica relevante no entendimento da evolução da Faixa Ribeira. XXXIX Congresso Brasileiro de Geologia Anais. Vol. 3. TUPINAMBÁ, M. (1999). Evolução Tectônica e Magmática da Faixa Ribeira na Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro. Tese de Doutoramento, IG/USP, 221 p.

55

Anexos

Descrições Microscópicas

Lâmina: PE-O1 (Análise química realizada).

Rocha ortoderivada, apresentando foliação definida principalmente pela orientação

preferencial de cristais planares de biotita. A sua granulação pode ser dita de fina a média com

a média em torno de 1,3mm. Os menores cristais observados são comumente de biotita,

enquando os maiores são predominantemente de quarto e, menos comumente, microclina. Os

minerais formadores são: biotita, quartzo, plagioclásio e microclina.

Biotita é o único mineral máfico presente nesta rocha, possuindo hábito planar

predominantemente subédrico, preenchendo cerca de 10% em volume. Encontra-se

comumente inclusa nos outros minerais e encontra-se associada eventualmente a minerais

opacos.

Quartzo ocupa cerca de 25% em volume preenchendo os interstícios dos outros

minerais, possuindo hábito granular anédrico recristalizado. Muitos cristais mostram extinção

ondulante (30° em alguns casos), enquanto outros levemente ondulante.

Plagioclásio ocupa cerca de 27% em volume, possuindo hábito tabular subédrico.

Algumas vezes mostram geminação característica em linhas bem definida, em outros casos

inconstante e por vezes complexa. Comumente está em contato com a microclina.

Microclina ocupa cerca de 38% em volume exibindo geminação tartan característica.

Seus cristais são tabulares a quadráticos, subédricos predominantemente. Texturas do tipo

mirmequitas foram observadas nas bordas de alguns cristais.

Como minerais acessórios foram observados zircão, apatita e minerais opacos. Como

minerais de alteração vemos espécies com alta birrefringência, principalmente sobre os

feldspatos. O plagioclásio se encontra saussuritizado em alguns casos e a microclina

sericitizada. Foram observadas microfraturas preenchidas por minerais de alta birrefringência

inclusive cortando cristais de quartzo.

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Ortognaisse Monzogranítico

Migmatizado.

Lâmina: PE-02

Rocha ortoderivada, mostrando granulação variando de fina a média com a média em

torno de 1,1mm. A rocha é leucocrática, tendo como único mineral máfico formador a biotita. A

lâmina mostra algumas alterações hidrotermais, evidências de circulação de fluidos bem como

microfraturas preenchidas. Os minerais formadores da rocha são, em ordem crescente de

abundância: biotita, quartzo, plagioclásio e microclina.

Biotita ocupa cerca de 10% em volume, possuindo hábito planar subédrico. Além disso,

alguns cristais são anédricos e outros euédricos. Seus cristais exibem um tamanho médio de

1,0mm.

56

Quartzo apresenta-se em grandes cristais anédricos intersticial ou como inclusões nos

feldspatos. Representa um volume da ordem de 26% e algumas vezes mostram extinção

ondulante.

Plagioclásio ocupa cerca de 30% em volume, possuindo hábito tabular subédrico

(predomínio) a euédrico. Seus cristais, alguma vezes, mostram inclusões de biotita e quartzo

residual. Sua geminação varia de muito fina em tiras, outras vezes mais larga e espaçada e por

vezes ausente. Alguns cristais estão sujos e alterados hidrotermalmente para saussurita.

Outros cristais exibem geminação do tipo complexa.

K-feldspato encontra-se sobre a forma de microclina, mostrando geminação tartan

característica. Ocupa cerca de 34% em volume na rocha. Seus cristais mostram hábito tabular

a quadrático subédrico a euédrico e ainda foram observadas texturas mirmequíticas nas bordas

de alguns cristais. Este mineral possui incluões de biotita e quartzo residual, se mostrando

também alterado hidrotermalmente em alguns casos.

Zircão, minerais opacos e apatita são os principais minerais acessórios. Microfraturas

preenchidas por minerais de alta birrefringência também foram observadas. As alterações

hidrotermais são: sericitização da microclina e saussuritização do plagioclásio.

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Ortognaisse Monzogranítico

Migmatizado.

Lâmina: PE-03 (Análise geoquímica realizada).

Rocha com granulação variando de fina a média com média em torno de 1,3mm. A

rocha possui foliação definida principalmente pela orientação preferencial de cristais de biotita.

Os minerais formadores são: biotita, quartzo, plagioclásio e microclina, em rodem crescente em

volume.

Biotita é o único mineral máfico formador desta rocha, apresentando hábito planar

subédrico a anédrico. Apresenta inclusões de zircão e ocupa um volume em torno de 10%.

Comumente este mineral possui os menores cristais formadores da rocha. Está associada a

minerais opacos.

Quartzo mostra cristais granulares anédricos ocupando um volume aproximado de 23%.

Encontra-se nos interstícios dos outros minerais ou como bolhas de inclusão.

Plagioclásio ocupa um volume da ordem de 30%, possuindo hábito tabular subédrico.

Por vezes exibe geminação bem marcada e em outros casos, inconstante ou ausente. Foram

observadas alterações hidrotermais em seus cristais. Por vezes este mineral exibe geminação

do tipo complexa.

K-feldspato está sob a forma de microclina, possuindo hábito tabular subédrico. Ocupa

cerca de 37% em volume na rocha e alguns cristais mostram alterações hidrotermais, talvez

resultado de sericitização.

Minerais acessórios são zircão, apatita e minerais opacos. Minerais de alteração são:

saussurita alterando o plagioclásio e sericita alterando a microclina.

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Ortognaisse Monzogranítico

Migmatizado.

Lâmina: PE-04 (Análise geoquímica realizada)

57

Rocha ortoderivada apresentando granulação variando de fina a média com a média

calculada em torno de 1,4mm. A rocha é leucocrática mostrando uma foliação definida

principalmente pela orientação de cristais de biotita. Os minerais formadores da rocha são:

biotira, quartzo, plagioclásio e microclina.

Biotita ocupa um volume da ordem de 10%. Seus cristais são planares

predominantemente subédricos. Alguns cristais encontram-se alterados para clorita e também

encontramos minerais opacos associados.

Quartzo ocupa cerca de 25% em volume, sendo intersticial anédrico.

Plagioclásio ocupa cerca de 30% em volume, possuindo hábito tabular hipidiomórfico.

Seus cristais mostram geminação variável, ora presente e bem definida e outras vezes

inconstante ou ausente. Mostram-se alterados por soluções hidrotermais. Os minerais de

alteração possuem alta birrefringência e provavelmente o processo ocorrido foi a

saussuritização. Alguns cristais possuem inclusões de biotita e quartzo residual.

Microclina ocupa aproximadamente 35% em volume na rocha, possuindo hábito tabular

subédrico. Exibe geminação tartan e alguns cristais chegam a 2,0mm de granulação. Foram

observadas texturas simplectíticas do tipo mirmequita nas bordas de alguns cristais, Em outros

casos, foram vistas alterações hidrotermais sericíticas com núcleos de alta birrefringência.

Alguns exemplares possuem inclusões de biotita e quartzo residual.

Minerais acessórios são zircão, apatita e minerais opacos.

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Ortognaisse Monzogranítico

Migmatizado.

Lâmina: PE-05

Rocha ortoderivada apresentando granulação variando de fina a média com a média em

torno de 1,3mm. O índice de coloração do protólito pode ser dito leucocrático, tendo como

único mineral ferromagnesiano formador a biotita. A rocha ainda apresenta uma foliação

definida principalmente pela orientação preferencial de cristais de biotita. Os minerais

formadores são: biotita, quartzo, plagioclásio e k-feldspato.

Biotita ocupa cerca de 10% em volume, tendo hábito planar hipidiomórfico,

predominantemente. Seus cristais muitas vezes se encontram inclusos em cristais de quartzo e

k-feldspato. Por vezes altera-se para clorita.

Quartzo ocupa cerca de 25% em volume. Seus cristais são granulares anédricos e

atingem, muitas vezes, a maior granulação observada nesta lâmina (apox. 2,5mm). Outras

vezes aparecem como “bolhas” de inclusão e alguns cristais mostram extinção ondulante.

Plagioclásio representa cerca de 32% em volume, possuindo hábito tabular subédrico.

Sua geminação é variável e por vezes ausente. Mostra-se alterado para saussurita em alguns

casos, principalmente ao longo de sua geminação.

K-feldspato se apresenta de duas formas: microclina, exibindo geminação cruzada

característica e ortoclásio, por vezes geminado por carslbad. Texturas de intercrescimento do

tipo mirmequita também foram documentadas, além de alterações sericíticas em alguns casos.

Microclina ocupa cerca de 23% em volume e ortoclásio cerca de 10%.

Os minerais acessórios são: zircão, minerais opacos e apatita.

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Ortognaisse Monzogranítico

Migmatizado.

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Lâmina: PE-06 (Análise geoquímica realizada)

Rocha ortoderivada apresentando granulação variando de fina a média com a média

por volta de 1,1mm. A rocha mostra foliação definida pela orientação preferencial de cristais de

biotita e feldspatos orientados. Os contatos entre os minerais formadores geralmente são retos.

Os minerais formadores da rocha são: biotita, quartzo, microclina e plagioclásio.

Biotita define uma paragênese com o mineral titanita, ocupando cerca de 10% em

volume. Possui hábito planar subédrico a anédrico e está comumente inclusa principalmente

em cristais de plagioclásio. Altera-se eventualmente para clorita. Possui minerais opacos

associados e frequentemente exibe os menores cristais formadores da rocha.

Quartzo ocupa cerca de 25% em volume, possuindo hábito granular anédrico,

preenchendo os interstícios dos outros minerais ou como inclusão nos feldspatos. Exibe

extinção ondulante frequente e recristalização.

Microclina ocupa cerca de 30% do volume da rocha e possui hábito tabular subédrico,

apresentando geminação em tartan. Foram observadas texturas do tipo mirmequita nas bordas

de alguns cristais. Comumente este mineral apresenta inclusões de quartzo residual e também

foram observadas alterações para sericita.

Plagioclásio ocupa cerca de 35% em volume apresentando hábito tabular subédrico.

Não mostra geminação muito constante e algumas vezes esta é ausente. Possui o maior cristal

observado nesta lâmina, chegando a quase 5,0mm. Está consideravelmente mais alterado em

relação à microclina, estando saussuritizado principalmente nas zonas de fraqueza, como

direções de geminação ou fraturas.

Como minerais acessórios observamos: minerais opacos, zircão e apatita.

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Ortognaisse Monzogranítico

Migmatizado.

Lâmina: PE-07 (Análise geoquímica realizada)

Rocha ortoderivada apresentando granulação variando de fina a média com média em

torno de 1,4 mm, sendo os contatos entre os grãos predominantemente retos. Esta lâmina

mostra alterações hidrotermais, evidências de circulação de fluidos, deformação de cristais,

bem como recristalização mineral. Sua mineralogia é constituída por: biotita, plagioclásio,

quartzo e microclina.

Biotita ocupa um volume da ordem de 8%. Apresenta hábito planar subédrico e

eventualmente se altera para clorita. Encontra-se por vezes inclusa em cristais de quartzo,

principalmente.

Plagioclásio apresenta hábito tabular subédrico, ocupando cerca de 27% em volume. A

geminação dos seus cristais é variável, por vezes não sendo bem marcada. Foi observado halo

de crescimento metamórfico em alguns cristais. Por vezes alguns cristais se encontram

saussuritizados, dando origem a minerais de alta birrefringência. Foram observados também

que alguns cristais menores deste mineral estavam inclusos em cristais de microclina.

Quartzo ocupa aproximadamente 30% em volume e possui hábito granular anédrico.

Alguns cristais apresentam extinção ondulante e outros encontram-se como inclusões na forma

de “bolhas”.

Microclina ocupa cerca de 35% em volume, sendo seu hábito tabular subédrico. Está

menos alterado hidrotermalmente que o plagioclásio e o tipo de alteração é a sericítica.

Minerais acessórios são: zircão, apatita e minerais opacos.

59

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Ortognaisse Monzogranítico

Migmatizado.

Lâmina: PE-08 (Contato Litológico)

Esta lâmina nos mostra um contato litológico entre o que foi reconhecido como o

paleossoma de um ortognaisse migmatítico e seu neossoma leucossomático segregado.

Diferenças básicas entre as duas litologias é que ocorre um forte aumento da granulação dos

cristais do paleossoma para o neossoma e que o mineral biotita é praticamente ausente neste

segundo litotipo.

O Paleossoma possui granulação fina a média com a média em torno de 1,3 mm.

Apresenta uma foliação definida pela orientação de cristais de biotita. Os minerais formadores

da rocha são: biotita, quartzo, plagioclásio e microclina.

Biotita possui hábito planar subédrico e ocupa cerca de 15% em volume. Eventualmente

altera-se para clorita.

Quartzo ocupa cerca de 20% em volume sendo de aspecto granular anédrico. Mostra

extinção reta na maioria dos casos.

Plagioclásio possui hábito tabular subédrico a anédrico, ocupando cerca de 25% em

volume. Seus cristais mostram geminação em muitos casos, mas em outros esta é inconstante

ou ausente. Algumas vezes seus cristais estão saussuritizados.

Microclina ocupa cerca de 40% em volume apresentando geminação em tartan. Possui

hábito tabular subédrico. Algumas vezes está alterado para sericita. Foram observadas

texturas tipo mirmequita.

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Ortognaisse Monzogranítico

Migmatizado.

Na porção da lâmina onde se encontra o neossoma leucossomático a granulação é

grossa com a média em torno de 6,0mm. Alguns cristais de microclina atingem facilmente

1,0cm. Os minerais formadores da rocha são: biotita, plagioclásio, quartzo e microclina.

Biotita quase não está presente, com destaque para um cristal que se mostra levemente

dobrado, sendo observável através de sua clivagem deformada. Representa 1,0% em volume.

Plagioclásio ocupa um volume de aproximadamente 4%, sendo pouco expressivo.

Quartzo exibe grandes cristais fraturados e preenchidos por minerais de alta

birrefringência. Ocupa cerca de 25% em volume e possui hábito granular anédrico. Apresenta

extinção levemente ondulante.

Microclina é o mineral mais abundante e o que mais se destaca, ocupando cerca de

70% em volume. Possui hábito tabular subédrico, mostra geminação em tartan e está fraturado

na maioria dos casos. Está comumente alterado para sericita com destaque para um cristal

bem arrasado. Foram observadas texturas tipo mirmequita nos bordos de alguns cristais.

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Álcaligranito.

Lâmina: PE-09

60

Rocha ortoderivada exibindo foliação e estrutura definida pela orientação de cristais de

biotita, cristais tabulares de feldspatos e maior eixo de cristais de quartzo. A granulação varia

de fina a média com a média em torno de 1,1mm. Os minerais formadores são: biotita, quartzo

plagioclásio e k-feldspato.

Biotita ocupa cerca de 10% em volume, possuindo hábito planar subédrico a anédrico.

Encontra-se também associada a minerais opacos, que ocorrem nos núcleos e bordas de

determinados cristais. A média de tamanho de seus grãos é de 1,0mm e seus cristais

eventualmente estão alterados para clorita.

Quartzo ocupa cerca de 30% em volume sendo granular anédrico. Encontra-se

preenchendo os interstícios dos outros minerais e está alongado segundo a trama da rocha.

Outras vezes se encontra como “bolhas” de inclusão nos feldspatos. Possui extinção

ondulante e fraturamentos em muitos casos.

Plagioclásio preenche cerca de 30% em volume possuindo hábito tabular subédrico. Em

alguns cristais há uma geminação bem marcada, enquanto em outros é ausente ou esparsa.

Está alterado para saussurita em alguns casos.

Microclina ocupa cerca de 30% em volume. Seus cristais possuem hábito tabular

subédrico e mostram texturas tipo mirmequita nas bordas de alguns cristais. Este mineral

mostrou o maior cristal observado nesta lâmina, chegando a 5,0mm. Algumas vezes foram

observadas alterações para sericita.

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Ortognaisse Monzogranítico

Migmatizado.

Lâmina: PE-10 (Contato litológico) (Análise geoquímica realizada para o Neossoma)

Esta lâmina nos mostra um contato litológico entre o paleossoma e o neossoma

leucossomático de um ortognaisse migmatítico. O contato entre os litotipos é brusco, ocorrendo

desaparecimento do mineral biotita e grande aumento da granulação do paleossoma para o

neossoma.

O paleossoma possui granulação variando de fina a média com a média por volta de

1,1mm. Constituindo sua mineralogia temos: biotita, microclina, quartzo e plagioclásio.

Biotita ocupa cerca de 10% em volume, possuindo hábito planar subédrico a anédrico.

Microclina ocupa cerca de 25% em volume, possui hábito tabular subédrico. Foram

observadas texturas de intercrescimento do tipo mirmequita. Eventualmente este mineral

encontra-se sericitizado.

Quartzo representa cerca de 28% em volume, possuindo hábito granular anédrico.

Apresenta extinção ondulante em alguns casos.

Plagioclásio possui hábito tabular subédrico ocupando cerca de 37% em volume. Sua

geminação é variável, ora presente, ora ausente ou mal marcada. Mostra-se

consideravelmente mais alterado que a microclina, estando saussuritizado em muitos casos.

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Ortognaisse Monzogranítico

Migmatizado.

Representando o neossoma temos um tipo de granulação grossa com a média

calculada em torno de 3,0mm. Cristais de microclina atingem facilmente os 5,0mm. Este litotipo

é constituído por: plagioclásio, quartzo e microclina.

61

Plagioclásio possui hábito tabular subédrico ocupando cerca de 20% em volume na

rocha. Seus cristais se encontram bastante alterados para saussurita, mais alterados em

relação ao feldspato potássico.

Quartzo representa cerca de 20% em volume, apresentando hábito granular

xenomórfico. Alguns cristais possuem extinção ondulante. Está microfraturado e estas fraturas

estão preenchidas por minerais de alta birrefringência.

Microclina se sobressai devido à granulação e volume. Ocupa cerca de 60% da rocha e

mostra geminação em “tartan”. Possui hábito tabular hipidiomórfico e texturas mirmequíticas

foram observadas. Alguns cristais estão sericitizados e fraturados.

CLASSIFICAÇÃO (Segundo Streckeisen 1976): Sienogranito.