O vulcanismo ácido neoproterozoico na região do Cerro Chato, extremo sul do Brasil

Abstract

A região do Cerro Chato, extremo sul do Rio Grande do Sul, é caracterizada por associações de rochas vulcânicas e subvulcânicas de composição ácida, cujo magmatismo tem sido relacionado às suítes graníticas tardias do Batólito Pelotas no Cinturão Dom Feliciano. Os vulcanitos da região agrupam-se em duas feições geomorfologicamente distintas e afetadas por falhas NW e NE: Cerro Chato e Cerro Partido. O Cerro Chato é caracterizado por depósitos piroclásticos e efusivos. Os primeiros são representados por ignimbritos que ocorrem em duas fácies principais: ignimbritos ricos em líticos e ignimbritos ricos em cristais, mal selecionados e constituídos por piroclastos tamanho lápili e uma matriz tufácea. A fácies rica em litoclastos é caracterizada por apresentar fragmentos conatos de riolitos e ignimbritos e, subordinadamente, acidentais. Fragmentos de cristais de K-feldspato e quartzo são comuns e a estrutura eutaxítica é incipiente. A fácies rica em cristais caracteriza-se pela abundância de cristaloclastos e fenocristais de feldspatos e quartzo. Apresentam estrutura eutaxítica e matriz constituída por vitroclastos tamanho cinza. Derrames riolíticos hemicristalinos representam os eventos efusivos, com textura porfirítica, estruturas de fluxo e esferulitos. O Cerro Partido é caracterizado por um corpo subvulcânico, alongado na direção NE-SW, com 8 km de comprimento por 0,7 km de largura aproximadamente. Constitui rochas com textura porfirítica, com fenocristais de quartzo e feldspatos, imersos em uma matriz equigranular fina. Geoquimicamente, são riolitos do tipo alta-sílica, correlacionáveis à série alcalina, próximo ao limite das séries subalcalinas, com um caráter metaluminoso/peraluminoso e teores elevados de álcalis, FeOt/FeOt+MgO e índice agpaítico. Os riolitos do Cerro Partido foram classificados como alto-Ti com elevados teores de CaO, P2O5, FeOt, MgO e K2O se comparados aos riolitos do Cerro Chato, baixo-Ti. O padrão mostrado pelos ETR é definido pelo leve enriquecimento de ETRL em relação à ETRP e uma forte anomalia negativa de Eu, típica de sistemas alcalinos metaluminosos e altamente diferenciados. As características químicas são semelhantes com as de magmatismo granítico do tipo A, relacionado a ambientes pós-colisionais. Dados litoquímicos indicam uma vinculação genética com rochas graníticas mais diferenciadas da Suíte Dom Feliciano, bem como os riolitos do Cerro Ana Dias, associadas ao magmatismo Neoproterozoico pós-colisional do Escudo Sul-Rio-Grandense. Dados geocronológicos U-Pb obtidos em zircões indicam uma idade de 561 ± 2 Ma para os riolitos do Cerro Partido, sugerindo uma contemporaneidade com os granitoides associados a suíte Dom Feliciano. Já os dados U-PB em zircão dos riolitos do Cerro Chato indicam uma idade de 630.4 ± 2.8 Ma. Estas idades são concordantes com as obtidas em clastos vulcânicos na base da formação Maricá, podendo assim haver uma possível relação entre os vulcanitos do Cerro Chato com o vulcanismo sin-sedimentar inicial da Bacia do Camaquã.

The Cerro Chato region is located in the southern portion of Rio Grande do Sul and is characterized by associations of acid volcanic and subvolcanic rocks, whose magmatism has been related to the later Pelotas Batholith suites from the Dom Feliciano Belt. The vulcanites of the region are affected by NW and NE faults and are grouped into two geomorphologically distinct features: Cerro Chato and Cerro Partido. Cerro Chato is represented by ignimbrites that occur in two main facies: lithic rich ignimbrites and crystal rich ignimbrites. They are poorly selected and consist of lapilli-sized pyroclasts in a tuffaceous matrix. The lithoclasts rich facies is characterized by cognate fragments of rhyolites and ignimbrites and, occasionally, accidental fragments. The crystal-rich ignimbrites are characterized by the abundance of crystal fragments and phenocrysts of K-feldspar and quartz. Both facies present eutaxitic structure and a matrix made up of ash-sized vitroclasts. Hemi-crystalline rhyolitic flows represent effusive events, with porphyritic texture, flow structures and spherulites. Cerro Partido is characterized by a subvolcanic body, elongated in the NE-SW direction, of approximately 8 km long by 0.7 km wide.. It consists of rocks with porphyritic/glomeroporphyritic texture, composed of quartz, K-feldspar and plagioclase phenocrysts, within a fine quartz-feldspathic equigranular matrix. Through geochemical data the rhyolitic volcanites were characterized as high-silica type rhyolites, correlated to the alkaline series, but close to the limit of the sub-alkaline series; they present metaluminous to peraluminous character and high contents of alkalis, FeOt / FeOt + MgO and agpaitic index. The Cerro Partido rhyolites were classified as high-Ti with higher CaO, P2O5, FeOt, MgO and K2O contents than the Cerro Chato low-Ti rhyolites. The rhyolites REE pattern is slightly enriched in LREE in relation to the HREE and has a strong negative Eu anomaly, typical of metaluminous and highly differentiated alkali systems. The chemical characteristics are similar to those of A type granitic magmatism, related to post-collisional environments. U-Pb geochronological dating indicates an age of 561 ± 2 Ma for the rhyolites of Cerro Partido, suggesting contemporaneity with the granitoids associated to the Dom Feliciano suite. The zircon U-Pb isotopes dating of the Cerro Chato rhyolites indicates an age of 630.4 ± 2.8 Ma. These ages are in agreement with those obtained in the volcanic clasts at the base of the Maricá formation, which may indicate a possible relationship between the volcanites of the Cerro Chato with the initial sin-sedimentary volcanism of the Camaquã Basin.