Estudo geoquímico de metabasitos da ZOM e da ZCI aflorantes na região Centro-Norte de Portugal

Abstract

As rochas anfibolíticas aflorantes na região de Ovar-Espinho (ZOM), consideradas de idade precâmbrica, pertencentes à Série Negra, encontramse intercaladas em filádios da zona do cloritóide (xistos anfibolíticos) e em migmatitos (anfibolitos). As rochas anfibolíticas que afloram na região de Oliveira de Azeméis (ZCI) são anfibolitos, considerados como pertencentes ao Complexo Xisto-Grauváquico Ante-Ordovícico. Todas as amostras de rochas anfibolíticas estudadas foram, tal como as rochas metassedimentares adjacentes, afectadas de metamorfismo e de deformação Varisca. O estudo das associações mineralógicas metamórficas destas rochas confirma que estas foram metamorfizadas em condições das fácies epídoto-anfibolítica (xistos anfibolíticos de Ovar-Espinho) e anfibolítica. A determinação dos protólitos baseada em dados de campo e/ou petrográficos não é possível dada a obliteração de características originais pelo processo de deformação e metamorfismo. Somente algumas amostras na fácies epídotoanfibolítica preservam texturas possíveis de serem interpretadas como texturas ígneas relíquia. O estudo geoquímico realizado permite reconhecer que todos os protólitos dos metabasitos seriam ígneos, de composição basáltica e basáltica-andesítica de carácter toleítico e representariam líquidos de composição afectada por processos de diferenciação magmática. Do ponto de vista geoquímico, os metabasitos de Ovar-Espinho são classificados em três grupos, atendendo aos diferentes tipos de perfis de REE e multielementares e às informações dadas pelos diagramas discriminantes. O grupo 1 está unicamente representado pelos protólitos de algumas amostras de xistos anfibolíticos e relaciona-se com uma fonte empobrecida tipo MORBN. O grupo 3 tem carácter oposto ao do grupo 1 destacando-se pelo enriquecimento global dos teores de elementos incompatíveis, enriquecimento mais pronunciado em Th, La, Ce, e na razão Th/U e pelas anomalias negativas em Nb e Ti. O grupo 2 apresenta características transicionais entre as que caracterizam os grupos 1 e 3. O enriquecimento que caracteriza o grupo 3 é similar ao dos basaltos de margens destrutivas nos diagramas discriminantes em que se utiliza o Th mas não é reconhecido nos diagramas discriminantes em que se considera a fO2 ou a ausência de empobrecimento em elementos incompatíveis característicos de magmas orogénicos. O quimismo é compatível com o efeito produzido por contaminação de basaltos astenosféricos com rochas ácidas ou com crosta superior em resultado da assimilação do encaixante durante a ascensão dos magmas. A variabilidade composicional dos metabasitos de Ovar-Espinho é interpretada como reflectindo o processo combinado de cristalização fraccionada e contaminação por material crustal. Assim, os metabasitos de Ovar-Espinho são interpretados como sendo cogenéticos, anorogénicos e correspondentes a toleítos continentais. A análise preliminar comparativa do quimismo dos metabasitos de Ovar- Espinho e de outros da ZOM e pertencentes à Série Negra, apresentados na bibliografia, permite concluir que os mesmos efeitos produzidos por contaminação crustal em magmas básicos empobrecidos de carácter toleítico estariam também representados. Os mesmos efeitos geoquímicos podem, de acordo com os dados bibliográficos e análise de amostras, não estar representados em metabasitos da região de Oliveira de Azeméis e do Caramulo, que são considerados como sendo do Paleozóico. A aplicação do método 39Ar/40Ar em anfíbola de um anfibolito originou uma idade plateau de 309,8 ± 3,6 Ma, sendo esta considerada uma idade Varisca. Aplicando o método 87Rb/86Sr, em concentrados de plagioclase, anfíbola e em rocha total da mesma amostra, obteve-se uma pseudo-isócrona de 166 ± 14 Ma. Recalculando os dados para 310 Ma (assumindo como a idade do metamorfismo Varisco) conclui-se a existência de desequilíbrio isotópico há época do metamorfismo e que há data da recristalização metamórfica a plagioclase e anfíbola tinham composições isotópicas diferentes, reflectindo provavelmente heterogeneidade isotópica dos materiais de onde derivaram.

ABSTRACT: The amphibolitic rocks outcropping in Ovar-Espinho region (OMZ), considered of precambrian age, belonging to the “Série Negra”, are interlayed in phylites from the chloritoid zone (amphibolitic schists) and in migmatites (amphibolites). The amphibolitic rocks that occur in the Oliveira de Azeméis region (CIZ), are amphibolites considered to be part of the “Complexo Xisto-Grauváquico Ante- Ordovícico”. All amphibolitic rock samples studied were, as the adjacent metapelitic rocks, affected by metamorphism and by Variscan deformation. The study of metamorphic mineralogical associations of these rocks confirms that they were metamorphized in conditions of epidote-amphibolitic (Ovar-Espinho amphibolitic schists) and amphibolitic facies. The determination of the protolith based in field and/or petrographic data it’s not possible due to the obliteration of original characteristics from the deformation process and metamorphism. Only some samples in the epidote-amphibolitic facies preserve textures that can be interpreted as relict igneous textures. The geochemical study allows recognizing that all protolith metabasites would be igneous, from basaltic and basaltic-andesitic composition of tholeiitic character and would represent liquids of composition affected by magmatic differentiation processes. From the geochemical point of view, the Ovar-Espinho metabasites are classified in three groups, having in account the different types of REE and multi-element patterns and the information given by the discrimination diagrams. The group 1 is only represented by the protolith of some samples of amphibolitic schists and is related with a N-MORB type depleted source. The group 3 has an opposite character to group 1 highlighted by the global enrichment of the incompatible elements contents, an enrichment more accentuated in Th, La, Ce, and in the ratio Th/U and by the negative anomalies in Nb and Ti. The group 2 has transitional characteristics between the ones of the group 1 and 3. The enrichment that characterizes the group 3 is similar to the one of the basalts of destructive margins in the discrimination diagrams where the Th is used. However it is not recognized in the discrimination diagrams where is considered the fO2 or the absence of depletion in incompatible elements characteristics of orogenic magma. The geochemical characteristics are compatible with the effect produced by basalts astenospheric contamination with acidic rocks or with the upper crust, in result of country rock assimilation during the magma ascension. The compositional variability of the Ovar-Espinho metabasites is interpreted as reflecting the combined process of fractionated crystallization and contamination by crustal material. Therefore, the Ovar-Espinho metabasites are interpreted as being cogenetics, anorogenics and corresponding to continental tholeiites. The preliminary comparative analysis of the geochemical data of the Ovar- Espinho metabasites and others from the OMZ, belonging to the “Série Negra”, referred in the literature, allow to conclude that the same effects produced by crustal contamination in basic magmas depleted of tholeiitic character would be also represented. The same geochemical effects can, according to the literature data and samples analysis, are not represented in metabasites of the Oliveira de Azeméis and Caramulo region, that are considered to be from the Paleozoic. The application of the 39Ar/40Ar method in the amphibole of an amphibolite resulted in a plateau age of 309,8 ± 3,6 My, being considered from Variscan age. The 87Rb/86Sr mineral isopote data of plagioclase, amphibole and whole rock of the same sample define a pseudoisochron of 166 ± 14 My. Recalculating the data to 310 My (assuming as the age the Variscan metamorphism) it was concluded the existence of a isotopic disequilibrium at the time of the metamorphism and that at the time of the metamorphic recrystallization the plagioclase and amphibole had different isotopic compositions, reflecting probably the isotopic heterogeneity of the material from which they derived.