Titanita, apatita e zircão : traçadores do polimetamorfismo de rochas calciossilicáticas no Complexo Passo Feio, Cinturão Dom Feliciano - RS

Abstract

A titanita é um mineral que permite o estudo do polimetamorfismo em complexos metamórficos pois é mais reativo do que os minerais convencionais, como zircão e monazita. Ela permite entender a evolução dos cinturões orogênicos, mesmo que absorva quantidades significativas de Pb herdado. A combinação de geocronologia com geotermometria através de teores de Zr na titanita é comum em estudos de petrocronologia, mas o significado das idades e temperaturas obtidas ainda é tema controverso. Este trabalho apresenta datações U-Pb em titanita, zircão e apatita, junto com a geotermometria de titanitas em rochas calciossilicáticas do Complexo Passo Feio, para discutir o significado de cada idade e compreender o efeito de cada evento registrado na titanita. O Complexo Passo Feio registra três principais eventos de metamorfismo, incluindo regional, de contato e hidrotermal. As populações de titanita mais antigas possuem idades de 644,5±2.1 e 618,8±1.5 Ma e temperaturas de 640 e 660 °C, atribuídas ao evento de metamorfismo regional (M1) e associadas à principal colisão do Cinturão Dom Feliciano. A população com idade de 587,9±1.4 Ma e temperaturas de ~630 °C registra o metamorfismo de contato ocorrido durante estágio de extensão crustal (M2). Zircões de uma intrusão sienogranítica na sequência calciossilicática apresentam idade de 581,9±2,1 Ma. A população mais jovem de titanitas apresentou idade de 565,5±3.4 Ma, concordando com idades obtidas em apatitas de uma diopsídio-flogopita metamarga (569,5±5.2 Ma), registrando metamorfismo hidrotermal (M3) em temperaturas próximas a 300 °C. A temperatura obtida por teores de Zr em titanitas mais jovens não é compatível com a temperatura do evento hidrotermal, reforçando a hipótese de que a geotermometria da titanita é aplicável principalmente para temperaturas relativamente elevadas, equivalente a eventos de fácies anfibolito ou superiores.

Titanite is a mineral that allows the study of polymetamorphism in metamorphic complexes because it is more reactive than conventional minerals, such as zircon and monazite. It allows understanding the evolution of orogenic belts, even if it absorbs significant amounts of inherited Pb. The combination of geochronology with geothermometry through Zr levels in titanite is common in petrochronology studies, but the meaning of the ages and temperatures obtained is controversial. This work presents U-Pb dating on titanite, zircon and apatite, along with geothermometry of titanites in calc-silicate rocks of the Passo Feio Complex, to discuss the meaning of each age and understand the effect of each event recorded on the titanite. The Passo Feio Complex records three main metamorphism events, including regional, contact, and hydrothermal. The oldest titanite populations have ages of 644.5±2.1, 618.8±1.5 Ma and temperatures of 640 and 660 °C, attributed to the regional metamorphism event (M1) and associated with the main collision of the Dom Feliciano Belt. The population with an age of 587.9±1.4 Ma and temperatures of ~630 °C records the contact metamorphism that occurred during the crustal extension stage (M2). Zircons from a sienogranitic intrusion in the calc-silicate sequence have an age of 581.9±2.1 Ma. The youngest population of titanites showed an age of 565.5±3.4 Ma, agreeing with ages obtained in apatites of a diopsidephlogopite metamarl (569.5±5.2 Ma), registering hydrothermal metamorphism (M3) at temperatures close to 300 °C. The temperature obtained by Zr contents in younger titanites is not compatible with the temperature of the hydrothermal event, reinforcing the hypothesis that titanite geothermometry is mainly applicable for relatively high temperature events, equivalent to the amphibolite facies or higher.