Evidence of mingling between contrasting magmas in a deep plutonic environment: the example of Várzea Alegre, in the Ribeira Mobile Belt, Espírito Santo, Brazil

Abstract

At the end of the geotectonic cycle that shaped the northern segment of the Ribeira Mobile Belt (Upper Proterozoic to Paleozoic age), a late to post-collisional set of plutonic complexes, consisting of a wide range of lithotypes, intruded all metamorphic units. The Várzea Alegre Intrusive Complex is a post-collisional complex. The younger intrusion consists of an inversely zoned multistage structure envolved by a large early emplaced ring of megaporphyritic charnoenderbitic rocks. The combination of field, petrographic and geochemical data reveals the presence of at least two different series of igneous rocks. The first originated from the partial melting of the mantle. This was previously enriched in incompatible elements, low and intermediate REE and some HFS-elements. A second enrichment in LREE and incompatible elements in this series was due to the mingling with a crustal granitic magma. This mingling process changed the composition of the original tholeiitic magma towards a medium-K calc-alkalic magma to produce a suite of basic to intermediate rock types. The granitic magma from the second high-K, calc-alkalic suite originated from the partial melting of the continental crust, but with strong influence of mantle-derived melts.

No final do ciclo tectônico que originou o segmento norte do Cinturão Móvel Ribeira (de idade Proterozóica Superior a Paleozóica), uma série de complexos plutônicos tardi- a pós-colisionais, consistindo de larga gama de litotipos, intrudiu todas as unidades metamórficas. O Complexo Intrusivo de Várzea Alegre é um desses complexos pós-colisionais. A intrusão mais jovem consiste de uma estrutura de multiplos estágios, envolvida por um largo anel de rochas charnoenderbíiticas megaporfirícas de posicionmento anterior. A combinação de dados de campo, petrográficos e geoquímicos revela a presença de pelo menos duas séries distintas de rochas ígneas. A primeira foi originada por fusão parcial do manto. Este era previamente enriquecido em elementos incompatíveis, em ETR leves e intermediários e em alguns elementos HFS. Um segundo enriquecimento em ETR leves e elementos incompatíveis nessa série foi devido ao "mingling'' com o magma granítico crustal. Esse processo de mingling mudou a composição do magma toleiítico original para um magma cálcio-alcalino de médio-K, que produziu a suíte de rochas básicas a intermediária. O magma granítico da segunda suite cálcio-alcalina de alto-K foi originada da fusão parcial da crosta continental, mas sob forte influência dos líquidos de derivação mantélica.