Petrologia, geoquímica e geocronologia do Pluton Arroio do Silva, uma associação Sienito-Monzonito-Diorito de ambiente pós-colisional no sul do Brasil

Abstract

A área de estudo localiza-se na porção centro-norte do Escudo Sul-rio-grandense, nos arredores da cidade de Encruzilhada do Sul. O Pluton Arroio do Silva faz parte do cinturão granítico que compõe o Cinturão Dom Feliciano, cuja gênese deste magmatismo granitico está relacionada com o período pós-colisional do Ciclo Brasiliano/Pan-Africano. O Pluton Arroio do Silva (PAS) compreende uma associação de rochas sieníticas-monzoníticas e dioríticas, tipicamente ricas em quartzo. Na área de ocorrência, o PAS aflora como quatro corpos, entretanto a concordância da sua trama magmática sugere uma continuidade em subsuperfície sendo interpretado como efeito de corte. São reconhecidas três principais variedades composicionais dentro do PAS: (i) uma quartzo monzonito a sienito (qMS), (ii) quartzo monzonito a monzodiorito (qMd) e (iii) quartzo diorito (qD). Enclaves microgranular máficos de composição diorítica e lamprofírica ocorrem de forma localizada, e estão tipicamente relacionados à variedade qMS, onde exibem contatos indicativos de mistura de magmas. A variedade qMS predomina na porção norte do pluton, e possui caracteristicamente cristais de Kfs euédricos que definem a trama magmática, ressaltada por agregados de máficos constituídos por Hbl ± Cpx. Em direção à porção sul do pluton, ocorre o aumento da mineralogia máfica, principalmente da biotita, acompanhado pela diminuição de Kfs que quando presente exibe formas arredondadas e fraca orientação. O comportamento de elementos maiores compatíveis sugere processo de mistura de magmas, cujos polos ácido e básico são dados pelas variedades qMS e qD, respectivamente. A variedade qMd representa o produto híbrido deste processo. As rochas do PAS são metaluminosas e suas razões K2O/Na2O variam entre 1 e 2, sendo portanto classificadas como shoshoníticas. Para os MME lamprofíricos, essas razões são levemente maiores do que 2, classificadas como ultrapotássicas. São individualizados três magmas principais que compõem o PAS: (i) um monzonítico-sienítico, (ii) um diorítico e (iii) um lamprofírico. O enriquecimento em LILEs e ETRL em relação aos HFSE e ETRP, e o comportamento de elementos maiores e traços mostram semelhanças com fontes do tipo OIB. Anomalias negativas de Nb, Ti e P indicam fontes mantélicas metasomatizadas por subducção. A similaridade do padrão destes elementos indica fontes semelhantes para o PAS, e a assinatura isotópica aponta diferenças na composição da fonte, sendo mais rica em flogopita para os MME lamprofíricos. A idade U-Pb em zircão de 578 Ma obtida para a qMS é concordante com a ocorrência de outras associações sieníticasmonzoníticas na região de estudo. As similaridas químicas entre o PAS e estas associações apontam para uma importante contribuição mantélica durante os estágios finais do período pós-colisional no sul do Brasil.

The study area is located in center-north portion of Sul-rio-grandense Shield, nearby Encruzilhada do Sul town. The Arroio do Silva Pluton is part of the granitic belt of Dom Feliciano Belt, which the genesis of this granitic magmatism is related to the postcollisional period of Brasiliano/Pan-African Cycle. The Arroio do Silva Pluton (ASP) comprise a typically quartz-rich syenite-monzonite-diorite rock association. The ASP out crop as four isolated bodies but its subsurface behavior is part of a single pluton due to geometrical continuity of magmatic fabric from one exposed area to another. Three main varieties are recognized: (i) a quartz monzonite to syenite (qMS), (ii) a quartz monzonite to monzodiorite (qMd) and (iii) a quartz diorite (qD). Locally occurs amcrogranular mafic enclaves of dioritic and lamprophyric composition, typically related to qMS variety, where develops contacts that suggests magma mixing/mingling. The qMS variety predominate at northern portion of pluton and has characteristically euhedral Kfs crystals that defines magmatic fabric given by its shape orientation, enhanced by mafic aggregates (Hbl ± Cpx). At southern portions of the pluton occurs an increase of mafic minerals, especially biotite. It is accompanied by decrease of Kfs crystals that, when present, exhibits rounded shapes and exhibits a weak orientation. Major compatible elements patterns indicate magma mingling processes, which acid and basic poles are represented by qMS and qD, respectively. qMd is the hybrid product generated by this process. ASP rocks are metaluminous and K2O/Na2O ratios range from 1 to 2, which allow to classify as shoshonitic. Lamprophyric MME K2O/Na2O ratios is slightly higher than 2, thus ultrapotassic. ASP magmas are individualized in three compositions: (i) a monzonite-syenitic, (ii) a dioritic and (iii) a lamprophyric. LILEs and LREE are enriched in relation to HFSE and HREE, and trace elements exhibits OIB sources. Nb, Ti and P negative anomalies indicates metasomatized mantle sources. The similar pattern of these suggests a similar source to ASP rocks, otherwise isotopic signature indicates compositional differences, where lamprophyric MME sources is phlogopite-richer. U-Pb zircon crystallization age of 578 Ma to qMS variety is in agreement to others syenite-monzonite associations nearby the study area. The similar chemical signature between ASP rocks and these associations points to an important mantle contribution at late stage of post-collisional period in southern Brazil.