Diversos foram os modelos propostos para a geração do arco magmático continental de Santa Quitéria. Caby & Arthaud (1986) o descreveram como uma lasca tectônica arqueana alóctone. Fetter et al. (1999) o definiram como um corpo granítico deformado pertencente a um arco continental gerado por meio de magmatismo local neoproterozoico e associado ao evento brasiliano. A hipótese de um corpo alóctone não se sustenta estruturalmente, haja vista que em ambas as margens (leste e oeste), as rochas apresentam foliação com mergulho baixo a moderado para o arco, lineação predominantemente down-dip e vergência de movimento no sentido para fora do arco, desenvolvendo grandes sistemas de empurrão. Ademais, Padilha et al. (2014) demonstraram enraizamento do arco a partir de dados geofísicos magnetotelúrico, sendo mais uma evidência de seu caráter autóctone.
Um modelo tectônico para a geração do arco magmático continental de Santa Quitéria que envolva dupla subducção com polaridades convergente para E-SE e W-NW é o mais provável. Na borda oeste, a presença de coesita em retroeclogito da FEF (Santos et al. 2015) evidencia uma zona de sutura a oeste do arco, com trajetória metamórfica horária e pico bárico UHP de, pelo menos, 27 kbar (Chopin 2003), embora cálculos termobarométricos tenham resultado em valores mais baixos de pressão para o pico (~17 kbar; Santos et al. 2009). Na borda leste, a descoberta de coesita em retroeclogito, juntamente com o registro de arco intraoceânico Lagoa Caiçara (Araújo et al. 2014), apontam para segunda zona de sutura, agora a leste.
O estudo termobarométrico dos diferentes litotipos identificados na área de estudo (borda leste do AMCSQ), associado à descrição petrográfica, possibilitou estimar trajetória P- T horária para a região (Figura 50). O pico bárico regional alcançou condições de fácies eclogito de UHP, dado pela presença de coesita no retroeclogito e corroborado pela composição do núcleo da granada que contém a relíquia UHP. O início da exumação foi acompanhado por leve aquecimento, cujo pico térmico é marcado por condições em fácies granulito, com as maiores temperaturas (~800 ºC) registradas por paragnaisses com sillimanita, granada e cianita, migmatizado, que hospedam boudin rico em Mg-Al. Embora os diferentes tipos de rocha tenham traçado caminhos distintos ao longo da subducção, sistemas de empurrão gerados com a colisão continental justapuseram corpos de profundidades e condições de pressão e temperatura distintas em um mesmo nível crustal, os quais foram posteriormente expostos na superfície. A distribuição geral dos diversos litotipos no diagrama da Figura 50 acompanha o gradiente geotermal característico de tectônica colisional, o que
está de acordo com evolução prevista para a região. Ademais, as trajetórias estimadas para o retroeclogito e para o boudin magnésio-aluminoso são muito semelhantes, fato este que, somado à proximidade espacial desses corpos em campo (~5 km), pode representar exumação correlata. O retrometamorfismo é marcado por condições em fácies anfibolito médio a inferior e xisto verde incipiente, dado pela presença de clorita nas rochas descritas.
Figura 50: Trajetórias estimadas na borda leste para o retroeclogito (TJJV-183 – seta tracejada) e para a rocha rica em Mg-Al (TJJV-286B e C – seta com traço e ponto), juntamente com os diferentes litotipos descritos na região, que incluem granada anfibolito (TJJV-12E), sil-chl-grt-ms xisto (TJJV-217), grt-ms-bt gnaisse (TJJV-
233), ms-sil(ky)-grt-bt gnaisse (TJJV-286X). A área sombreada define o campo dos granulitos de alta pressão (O'Brien & Rötzler 2003). Fácies metamórficas e gradientes geotermais retirados de Bucher & Frey (2002). CT - Collision Tectonics (Tectônica de colisão). CM – Collision and magmatism (Colisão e magmatismo).
Exumação de rochas HP-UHP é complexa e pode se dar por diferentes mecanismos, como canais de subducção e diápiros (Hacker et al. 2013). O desprendimento mecânico dessas rochas em profundidade é dado a partir do enfraquecimento do material em resposta à hidratação da interface do slab e da cunha do manto (Angiboust et al. 2012). Sendo assim, os fluidos têm papel fundamental na geração de magmatismo de arcos e no processo de exumação de rochas de alto grau (Angiboust et al. 2012). Ambas as bordas apresentam retroeclogitos com trajetória metamórfica horária, o que indica subducção profunda, alcançando pelo menos 90 km, e exumação com leve incremento na temperatura. Além disso, estão hospedados em paragnaisses migmatíticos, preferencialmente em condições de fácies anfibolito superior. Essas rochas parcialmente fundidas e hidratadas se misturam com os corpos de maior densidade, em canais “quentes” de subducção, o que facilita a rápida exumação das rochas HP-UHP (Gerya et al. 2008). A elevação na temperatura pode se dar na colisão continental, que gera grande volume de anatexia crustal, produzindo migmatitos e elevando a temperatura regional.
6.3. Rocha magnésio-aluminosa
Com base na descrição de rochas semelhantes e ricas em Mg-Al (Tsunogae et al. 2008, Shimpo et al. 2006, Tsunogae & van Reenen 2006), pode-se elencar as seguintes considerações:
- Rochas ricas em Mg-Al são volumetricamente raras no mundo e geralmente contêm associações minerais diagnóstica de metamorfismo UHT (Kelsey 2008, Kelsey & Hand 2015). Apesar do corpo não apresentar paragêneses diagnósticas de UHT (ex. safirina + quartzo, ortopiroxenio + sillimanita ± quartzo), observam-se paragêneses sugestivas dessa condição UHT, como granada + coríndon porfiroblásticos (Tsunogae & van Reenen 2006). Tendo como base o cálculo termobarométrico com AvPT e com o geotermômetro Zr no rutilo (Tomkins et al. 2007), a temperatura se manteve no intervalo de 700-800 ºC, o que resulta em condições de alta-temperatura, e não ultra-alta temperatura.
- A associação granada + coríndon pode refletir condições de fácies eclogito ou granulito a depender da quantidade de molécula piropo na granada, que quanto maior, maior a pressão, tendendo a condições de fácies eclogito (Shimpo et al. 2006, Kelsey et al. 2006). Para o caso da granada da rocha desse estudo, a quantidade da molécula piropo é elevada,
alcançando 47%. Isso sugere que a rocha tenha alcançado condições eclogíticas, ou que minimamente esteja próxima dessa condição, no limite entre as fácies anfibolito e eclogito.
- A associação coríndon + quartzo tem sido tema de debate. Alguns autores (Guiraud et al. 1996, Shaw & Arima 1998) caracterizam-na como uma associação estável descrita por meio de relações texturais. Mas essa observação petrográfica contradiz os bancos de dados termodinâmicos (Berman 1988, Gottschalk 1997, Holland & Powell 1998) e a maioria dos autores consideram-na uma associação metaestável em condições de crosta continental (Schulters & Bohlen 1989, Motoyoshi et al. 1990) e que coríndon e/ou quartzo deveriam reagir para gerar aluminossilicato estável até serem inteiramente consumidos. Embora na rocha magnésio-aluminosa não seja comum o contato direto entre quartzo e coríndon, a associação também foi estimada indiretamente a partir do contato do quartzo com a granada que, por sua vez, apresentam-se em equilíbrio com coríndon. Tendo em vista as condições mantélicas necessárias para gerar coríndon+quartzo estáveis, é possível que essa associação seja metaestável na rocha desse estudo e, portanto, coríndon e quartzo não estariam em equilíbrio.
- A coexistência de granada e cordierita em rochas metapelíticas representa a transição da fácies anfibolito para granulito (Powell & Downes 1990).
- A ocorrência de ortoanfibólios em rochas metamórficas relaciona-se a reações que envolvam clorita, quartzo e plagioclásio (Deer et al. 2010), como é o caso do observado em lâmina. A paragênese gedrita + granada + cordierita ocorre em baixa P e alta T, e a paragênese da gedrita + aluminossilicato (ky ou sil) se dá em alta P (Deer et al. 2010). Metamorfismo de grau elevado provoca desidratação e transformação dos ortoanfibólios em ortopiroxênios (Deer et al. 2010). Não foi identificada relíquia de opx na rocha desse estudo, o que impede a afirmação de que a gedrita foi formada diretamente a partir do retrometamorfismo de ortopiroxênio.
- A origem dessas rochas com alto teor de Mg e Al é controversa e incerta. Foram propostos como protólito: argilito evaporítico (Harley 1993); argilito ou sedimento com alto magnésio (Chinner & Sweatman 1968); rocha metassomática sin-metamórfica (Sheraton et al. 1982, Dunkley et al. 1999); pelitos misturados com evaporitos (Grew 1982); rocha metassedimentar enriquecida em Mg-Al de forma residual por fusão parcial (Lal et al. 1978, Droop & Bucher-Nurminen 1984, Raith et al. 1997; Brandt et al. 2007). Acredita-se que na maioria dos casos, os altos teores de Mg e Al advenham do protólito enriquecido (Kelsey & Hand 2015).
- Para o estudo em questão, a origem paraderivada foi atestada por meio da concentração de Cr e Nb nos cristais de rutilo da rocha (Figura 37). Ademais, a química de rocha total obtida por fluorescência de raio X (Tabela 5) ilustra concentrações de magnésio (MgO 9,73 wt% para núcleo e MgO 15,45 wt% para a borda) inferiores ao valor médio esperado em rochas metaultramáficas peridotíticas (MgO ~30 – 40 wt%; Green 1964), e valores de alumínio (Al2O3 27,43 wt% para núcleo e Al2O3 24,55 wt% para borda) muito
acima do encontrado nessas mesmas rochas (~5%; Green 1964). O valor de sílica baixo (SiO2
32,28 wt% para núcleo e SiO2 36,62 wt% para borda) é indicativo de baixo conteúdo de
quartzo também no protólito sedimentar.
Tabela 5: Análise química de rocha total para o núcleo e a borda do boudin rico em Mg-Al (valores em porcentagem).
FRX Análise de química de rocha total Amostra Boudin rico em Mg-Al
TJJV-286 núcleo TJJV-286 borda SiO2 32,28 36,62 TiO2 3,34 1,69 Al2O3 27,43 24,55 Fe2O3(t) 24,35 13,17 MnO 0,30 0,11 MgO 9,73 15,45 CaO 1,92 1,16 Na2O 0,25 0,98 K2O 0,12 1,68 P2O5 0,24 0,39 P.F.(1000 oC) -0,20 4,38