Processos de migmatização no complexo granulítico de Granja: (Domínio Médio Coreaú, Ceará, Brasil)

Abstract

A região de Granja situa-se no sector NE do Brasil, mais precisamente no NW do Estado do Ceará. É geologicamente constituída por uma sucessão de litologias orto- e paraderivadas de idade paleoproterozóica, pertencentes aos complexos TTG e Granulítico de Granja (soco do Domínio Médio Coreaú), profundamente deformados e metamorfizados durante a orogenia Brasiliana, no final do Neoproterozóico (≈ 600 Ma). As rochas pertencentes ao Complexo Granulítico de Granja (CGG) correspondem a um cinturão metamórfico de alto grau composto pelas seguintes unidades: (1) paragnaisses pelíticos a semi- pelíticos intensamente migmatizados e; (2) granulitos ortoderivados máficos e intermédios também afectados por processos de fusão parcial. Ambas as litologias revelam um bandado gnáisso-migmatítico estromático, conferido pela intercalação de bandas de composição quartzo-feldspática (leucossomas) no hospedeiro metassedimentar ou meta-ígneo (mesossomas). As estruturas identificadas nas rochas do CGG evidenciam a actuação de 4 fases de deformação Brasilianas (D1, D2, D3 e D4). Nos sectores onde a D4 é menos intensa, as estruturas D3 são dominantes, afectando bandados estromáticos prévios (S1 e S2) e gerando uma foliação S3 com uma atitude média de 060º / 50º - 60º SE. O episódio D4 está relacionado com a última reactivação do principal acidente crustal da região, a Zona de Cisalhamento de Granja, responsável pelo desenvolvimento de um "fabric" milonítico (S4) subvertical de movimentação direita e uma forte lineação de estiramento sub-horizontal (<10º). Conjugando as observações de campo, relações microtexturais, os dados de química mineral e os campos de estabilidade das diferentes fases minerais constituintes de mesossomas e leucossomas, propõe-se uma trajectória de evolução metamórfica no sentido horário para as rochas do CGG compreendendo quatro eventos distintos, grosseiramente coincidentes com as principais fases de deformação Brasilianas: um evento metamórfico prógrado (M1), um evento de pico metamórfico (M2) caracterizado pela fusão anidra da biotite na unidade paraderivada e horneblenda nos tipos ortoderivados, um evento de descompressão quase isotérmico (M3) e; um evento de arrefecimento retrógrado (M4), expresso pela intensa recristalização dinâmica dos leucossomas. O metamorfismo granulítico e consequente fusão parcial em ambas as sequências deverá ter atingido o clímax a temperaturas de 850 - 950ºC e a pressões de 9 - 10 kbar. Os dados geoquímicos de rocha-total comprovam respectivamente a derivação metassedimentar dos paragnaisses e meta-ígnea dos granulitos máficos (gabros / gabrodioritos) e intermédios (tonalitos e granodioritos). As rochas paraderivadas revelam assinaturas compatíveis com uma sedimentação em ambiente de margem continental activa enquanto que as rochas parentais dos litótipos ortoderivados terão tido origem durante um evento de subducção pré- Brasiliano de carácter transicional (arco oceânico / continental e/ou de bacia “back-arc”). Os dados geocronológicos U-Pb e isotópicos Sr-Nd obtidos confirmam, por um lado, que os protólitos ígneos das rochas actualmente expostas na região de Granja se deverão ter formado durante um importante evento de acreção crustal no Paleoproterozóico Inferior (2,2 - 2,5 Ga) e, por outro, que as rochas orto- e paraderivadas foram intensamente tectonizadas e afectadas por metamorfismo regional da fácies granulítica como resultado da colisão Brasiliana no Neoproterozóico (670 - 550 Ma).

The Granja region is located in the NE Brazil, more precisely in the NW of the Ceará State. Geologically, it consists of a Paleoproterozoic succession of meta- igneous and metasedimentary rocks belonging to the Granja TTG and Granulitic complexes (basement of the Médio Coreaú Domain), that were deeply deformed and metamorphosed during the Brasiliano orogeny at the end of the Neoproterozoic (≈ 600 Ma). The rocks belonging to Granja Granulite Complex (GGC) correspond to a high- grade metamorphic belt consisting of the following major lithological units: (1) pelitic to semi-pelitic paragneisses intensely migmatized and; (2) mafic and intermediate granulites also affected by partial melting. Both lithologies show a migmatitic stromatic layering characterised by the intimate interpenetration of quartzo-feldspathic domains (leucosomes) within the metasedimentary or meta- igneous residual components (mesosomes). The identified structures in the GGC rocks reveal the occurrence of 4 main Brasiliano deformation phases (D1, D2, D3 and D4). In the regions where the D4 is less intense, the D3 structures are the dominant ones, shaping previous stromatic bandings (S1 and S2) and generating a S3 regional foliation with an average strike of 060º with a 50 to 60º to SE dip. The last D4 episode is related to the last reactivation of the main crustal suture in the region, the Granja Shear Zone that induced a dextral and subvertical mylonitic fabric development (S4) and a strong sub-horizontal mineral stretching lineation (<10º). Combining field observations, textural relationships, mineral chemistry data and different mineral stability fields, a clockwise metamorphic evolutionary path is proposed for the GGC rocks comprising four distinct events, roughly coincident with the Brasiliano main deformation phases: a prograde metamorphic event (M1); a metamorphic peak event (M2), characterised by the biotite incongruent melting in the metasedimentary rocks and the hornblende dehydration in the meta-igneous sequences; a decompression event at high-temperature (M3) and; a cooling retrograde event (M4) that was accompanied by the intense dynamic recrystallization of the leucosomes. The granulitic metamorphism and subsequent partial melting must have reached the peak temperatures of 850 - 950ºC and pressures of 9 - 10 kbar. The whole-rock geochemistry data demonstrate both sedimentary and igneous affinities of the Granja granulitic paragneisses and the mafic (gabbros and gabbrodiorites) and intermediate (tonalites and granodiorites) granulites. The metasedimentary rocks show geochemical signatures which are compatible with a sediment deposition at an active continental margin, whereas the parental rocks of the meta-igneous granulites may have been originated during a pre-Brasiliano subduction event in an island / continental arc and/or back-arc basin settings due to their transitional / calc-alkaline characteristics. The geochronological (U-Pb) and isotopic (Sr-Nd) data confirm, on the one hand, that the igneous precursors of the rocks exposed in the GGC must have been formed during an important event of crustal growth in the Lower Paleoproterozoic (2,2 - 2,5 Ga) and, on the other hand, that the metasedimentary and meta-igneous rocks were extensively tectonized and affected by granulite facies regional metamorphism as a result of the Brasiliano collision in the Neoproterozoic (670 - 550 Ma).