Magmatismo toniano do arco intra-oceânico Mara Rosa, província Tocantins, Brasil : significado tectônico e implicação na mineralização de Cu-Au pórfiro

Abstract

O sistema de arco intra-oceânico Mara Rosa (SAIO Mara Rosa) toniano está situado na parte norte do Arco Magmático Goiás, porção oeste da Faixa Brasília, Província Tocantins. Duas unidades geológicas principais o representam: a Sequência Metavulcanossedimentar Mara Rosa (930-890 Ma), constituída por anfibolitos, xistos, quartzitos, gonditos, metacherts, etc., e os Ortognaissses Mara Rosa (890-848 Ma). Ao longo da evolução do SAIO Mara Rosa, essas rochas foram metamorfizadas em facies anfibolito e retormetamorfizadas em facies xisto-verde. À despeito disso, muitos anfibolitos ainda preservam as assinaturas geoquímicas de seus protólitos ígneos e constituem uma chave importante para a identificação dos eventos magmáticos relacionados a origem e evolução do SAIO Mara Rosa. Dessa maneira, a partir de dados de campo, petrográficos, de química mineral, geoquímicos e geocronológicos, nesse trabalho, foram identificados três grupos principais de anfibolitos: 1. Anfibolitos com afinidade MORB; 2 - Anfibolitos boniníticos; e, 3. Anfibolitos de arco. Os anfibolitos com afinidade MORB têm a mais antiga idade geocronológica (915+8 Ma, U-Pb em zircão) já encontrada no SAIO Mara Rosa. São levemente enriquecidos em large-ion lithophile elements - LILE, empobrecidos em high-field-strength elements - HFSE e apresentam baixas razões TiN (12-14), Zr/Y (1-2) e Zr/Sm (18-29) indicando alto grau de fusão parcial de uma fonte mantélica previamente empobrecida. Essas características os assemelham aos FABs (fore-arc basalts) do SAIO Izu Bonin-Mariana e indicam um contexto tectônico do tipo bacia de fore-arc. Os anfibolitos boniníticos variam de low-Si (LSB) a high-Si (HSB), apresentam alto Mg# (73-80), Cr-espinélio com alto Cr# (88-96) e são do tipo alto Ca (CaO/Al2O3>0.75). Essas propriedades são compatíveis com uma fonte mantélica rica em clinopiroxênio, possivelmente, de composição harzburgítica. Os anfibolitos de arco são enriquecidos em LILE, apresentam anomalias negativas de Nb e Ti, têm afinidade geoquímica toleítica a transicional, transicional e cálcio-alcalina que evidenciam fontes mantélicas distintas, possivelmente, relacionadas a diferentes graus de interação com fluidos da subducção ou com a crosta oceânica recém formada. Espacialmente, os anfibolitos com afinidade MORB e os anfibolitos boniníticos ocorrem preponderantemente na porção oeste do SAIO Mara Rosa, e os anfibolitos de arco se distribuem na porção leste formando um front vulcânico de direção NE-SW. Isso sugere que o SAIO Mara Rosa foi formado a partir de uma subducção que progrediu de oeste para leste. Nessa porção leste ou ao longo do front vulcânico são encontradas algumas ocorrências de depósitos minerais do tipo pórfiro (Serra das Araras, Morro do Urubu - Chapada, Serra do Bom Jesus, Serra do Caranã, Serra dos Picos). A principal delas é o depósito Cu-Au pórfiro Chapada (~512 Mt Cu @0.31% Au @ 0.24 g/t). Esse depósito está geneticamente relacionado com metadioritos cedo-neoproterozoicos e, espacialmente, associado com as rochas metavulcanossedimentares da Sequência Mara Rosa (930-890 Ma) e os Ortognaissses Mara Rosa (890-848 Ma). Dessa maneira, outro importante objetivo deste trabalho foi identificar o tipo de fonte dos protólitos ígneos desses ortognaisses e investigar as possíveis implicações desse magmatismo no sistema mineralizante do tipo pórfiro do arco intra-oceânico Mara Rosa. Os dados obtidos (campo, petrográficos, geoquímicos e geocronológicos) mostram que esses ortognaisses representam duas séries magmáticas distintas: uma de afinidade cálcio-alcalina de arco normal e outra de afinidade adakítica. Os ortogneisses cálcio-alcalinos de arco normal (CAN) têm composições quartzo-dioríticas a tonalíticas. São rochas metaluminosas, cálcio-alcalinas de médio-K e apresentam enriquecimentos em LILE (Cs, Rb, Ba, K, Sr) em relação aos HFSE (Nb, Zr, Ti). Têm idades de cristalização = 897 + 15 a 862 +4 Ma, idades TDMHf = 1.12 a 1.40 Ga, TDMND = 0.84 a 1.10 Ga, Ehf(t) = +5.51 a +9.97 e End(t)=+4.90 a +6.99. Todas essas características revelam uma fonte do tipo cunha mantélica astenosférica metassomatizada por fluidos liberados da subducção. Esses CAN, à semelhança dos metadioritos (Sr/Y = 13-66, média = 41; La/Yb = 7-12) do depósito Chapada, têm altas razões Sr(14-46, média = 30), porém baixas razões La/Yb (<15). Eles também se assemelham aos metadioritos em idades de cristalização, idades TDMNd e valores de End(t). Todas essas similaridades indicam que os metadioritos e os CANs representam o mesmo magma manto-derivado e dessa maneira os CANs consitituem o magma parental do sistema porfiro Mara Rosa. Evidências de recargas de magma máfico (cumulatos e mixing/mingling) encontradas nos CANs sugerem que a fertilidade desse sistema porfiro se deve a ciclos de adição de voláteis e elementos incompatíveis (incluindo elementos calcófilos em magmas oxidados) trazidos do manto e adicionados na câmara magmática dos seus protólitos. Os ortognaisses adakíticos também exibem composições quartzo-dioríticas a tonalíticas, metaluminosas, porém, têm mais altas razões Sr/Y (49-128) e La/Yb (17-24) e mais altos conteúdos de Cr (60-75 ppm) e Ni (16-43 ppm) do que os CANS (Cr = 21-48 ppm, e Ni = 7-18 ppm). Essas características evidênciam uma fonte distinta daquela dos CANs, possivelmente, a crosta juvenil delaminada no manto. Essas rochas não exibem qualquer similaridade com as rochas do depósito Cu-Au pórfiro Chapada. Dessa maneira, elas não representam o magma parental do sistema mineralizador porfiro do SAIO Mara Rosa.