Metassomatismo polifásico em rochas carbonáticas: evolução e metalogênese dos escarnitos associados à intrusão do Complexo Granítico Caçapava do Sul (RS, Brasil)

Abstract

Múltiplos estágios de fluxo de fluido localizado associadosà intrusão do Complexo Granítico Caçapava do Sul em mármores do Complexo Metamórfico Passo Feio resultaram em escarnitos magnesianos prógrados e retrógrados. Os mármores foram intrudidos por apófises máficas e félsicas entre ca.578 a 557 Ma, gerando reações metassomáticas em três estágios principais. Os escarnitos representam indicadores das condições e dos caminhos dos fluidos ígneos ao infiltrar os carbonatos. O primeiro estágio resultou em diopsídio escarnitos que foram formados em contatos litológicos e ao longo de planos de foliação pré-existentes, sugerindo infiltração localizada e limitada de fluidos derivados de apófises félsicas e máficas, incluindo lamprófiros. O segundo estágio é registrado na formação sin-cinemática de forsterita escarnitos causada por fluidos ricos em H2O derivados de intrusões félsicas. Geocronologia U-Pb em zircão com ca.578 Ma obtidas para um granodiorito diretamente associado a fo escarnito define a idade deste estágio. O calor de repetidas intrusões tabulares e transpressão resultou no metamorfismo e deformação das apófises máficas e félsicas previamente formadas. Neste estágio, o fluxo de fluidos foi localizado e heterogêneo ao longo dos contatos litológicos e controlado estruturalmente, concentrado em zonas de charneira e planos axiais. O fluxo de fluidos nos dois primeiros estágios foi canalizadoe em altas temperaturas (~ 581 a 628°C) e profundidades entre 14 e 17 km. As mudanças das assembleias minerais foram controladas por pulsos distintos com XCO2 e a SiO2 variáveis. O terceiro estágio é caracterizado pela serpentinização dos escarnitos anteriores, cloritização de fases ígneas e formação de escarnitos retrógrados entre ~270 e 310°C. O regime de fluxo neste estágio foi controlado pela porosidade criada devido ao hidrofraturamento relacionado ao resfriamento do complexo granítico. Apatita e titanita de diferentes apófises máficas registram idades U-Pb de ca.557 Ma que marcam o efeito térmico das últimas intrusões ígneas e resfriamento do complexo granítico. Finalizando, conclui-se que as reações metassomáticas comumente observadas nas rochas hospedeiras e apófises de um complexo magmático fornecem informações úteis sobre a deformação, atividade de fluido e história de formação de corpos ígneos complexos.

Multistage localized and episodic fluid flux associated with the intrusion of the Caçapava do Sul Granitic Complex into marbles of the Passo Feio Metamorphic Complex resulted in prograde and retrograde magnesian skarns. The marbles were intruded by mafic and felsic intrusions from ca.578 to 557 Ma, triggering a set of metasomatic reactions at three main stages. The skarns represent useful indicators of the pathways used by the magmatic fluids when infiltrating the carbonates. The first stage resulted in diopside-skarns. They were formed at lithological boundaries and along pre-existing foliation planes suggesting spatially-limited infiltration of fluids released from felsic and mafic apophyses, including lamprophyres. A second stage is recorded by the synkinematic formation of forsterite-skarns during transpression triggered by H2O-rich fluids derived from felsic apophyses. Zircon U-Pb age ofc. 578 Ma obtained for a granodiorite directly associated to fo-skarns define the age of the second stage. Heat supply from repeated intrusions and transpression resulted in deformation and metamorphism of the prior mafic and felsic apophyses. Fluid pathways recorded by reaction textures were localized and characterized by heterogeneous flow along lithological boundariesandstructurally controlled focused flow in fold hinges and axial planes. Fluid flux in the first two stages was highly localized and at high temperatures (~581 to 628°C) and depths between 14 and 17 kmin which the changes of the skarn assemblages were controlled by variable XCO2 and a SiO2of distinct pulses. The third stage is mainly characterized by serpentinization of previous skarn assemblages, chloritization of igneous phases and formation of retrograde skarns between ~270 and 310°C. Fluid flow regime at this stage was controlled by the porosity and permeability created due to brittle fracturing related to the cooling of the granitic complex. Apatite and titanite from different mafic apophyses record consistent U-Pb ages of ca.557 Ma that mark the thermal effect of the last igneous intrusions and subsequent cooling of the Caçapava do Sul Granitic Complex. Themetasomatic reactions commonly observed in the host rocks and apophyses of a magmatic complex provide useful insights on timing of the pluton assembly, deformation and associated fluid activity.