Pirometamorfismo em calcários da formação Jandaíra, bacia potiguar, nordeste do Brasil

The present study aims the characterization of thermally affected carbonate rocks from Jandaíra Formation in contact with Paleogene and Neogene basic intrusions in the region of the Pedro Avelino and Jandaíra municipalities (RN), northeastern Brazil. For this study, field, petrographic, x-ray diffraction, electron microprobe, and whole rock litogeochemistry data of carbonates were undertaken. The thermally unaffected limestones are classified like wackstones, grainstones and packstones. They may constitute carbonates grains of benthic foraminifera, echinoderm spines, ostracods, algae, corals, bivalves, gastropods, peloids and intraclasts. The porosities are classified like vug, intraparticle, interparticle, intercrystal and moldic types. The major minerals are calcite, ankerite and dolomite; the detrital are montmorillonite, pyrite, limonite, quartz and microcline. The thermally affected limestones are very coarse to very fine-grained and light to dark gray color. The fossiliferous components totally disappear, and the porosity tends to disappear. With the data obtained, it can be inferred that the carbonate protoliths would be calciferous to dolomitic limestones, both with small amount of clay minerals. Crystalline carbonates from dolomitic protolith have rhombohedral calcite and iron oxides / hydroxides, making the rocks much darker. The carbonates from calciferous protolith have a wide variation of grain size according to the recrystallization degree, increasing toward contact with the basic bodies. In this group, it was identified the minerals lizardite and spinel in weakly to moderately affected samples, and spinel and spurrite in strongly affected rocks, as well as calcite, that occur everywhere. The geological context (shallow level diabase intrusions), the crystallization of the pyrometamorphic minerals spurrite and olivine, and comparison with diagrams from the literature allow estimating temperatures and pressures around 1050-1200 °C and 0.5-1.0 kbar, respectively, for PTOTAL=PCO2. The post-intrusion cooling would have afforded the releasing of metasomatic / hydrothermal fluids, allowing the opening of the metamorphic system, with possible contribution of chemical elements from host units (sandstones, shales) and from basic intrusions. This would induce hydration of previous phases, allowing the formation of serpentine, chlorite and brucite. The results discussed here reveal the strong influence of the heat from basic intrusions within the sedimentary pile. Whereas in the offshore portion of the basin occur sills with up to 1000 m thickness, the understanding of pyrometamorphism might be useful for understanding and measuring the thermally affected rocks.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

O presente trabalho objetiva a caracterização de rochas carbonáticas da Formação Jandaíra, termalmente afetadas no contato com intrusões básicas do Paleógeno e Neógeno, na região dos municípios de Pedro Avelino e Jandaíra (RN), nordeste do Brasil. Para o estudo em tela, foram utilizados dados de campo, microscópicos, difração de raios-X, microssonda eletrônica e litogeoquímica de rocha total. Os calcários não afetados termalmente são wackstones, grainstones e packstones. Podem constituir fragmentos de foraminífero bentônico, espinhos de equinoderma, ostracode, algas, bivalve, gastrópode, pelóides e intraclastos. A porosidade encontrada se enquadra nos tipos vugular, intrapartícula, interpartícula, intercristalina e móldica. Como minerais essenciais, tem-se calcita, anquerita e dolomita; como fases detríticas, citam-se montmorilonita, pirita, limonita, quartzo e microclina. Os calcários termalmente afetados apresentam granulação muito grossa a muito fina e coloração cinza clara a escura. Os componentes fossilíferos desaparecem totalmente, e a porosidade tende a desaparecer. Com os dados obtidos, infere-se que os protólitos carbonáticos seriam calcários calcíferos a dolomíticos, ambos com pequena quantidade de minerais do grupo das argilas. Os calcários cristalinos de protólito dolomítico contêm calcita romboédrica e bastante sulfeto e óxido / hidróxido de ferro, tornando as rochas bem mais escuras. Os carbonatos de protólito calcítico mostram grande variação de granulação em função do grau de recristalização, que aumenta na direção do contato com os corpos básicos. Neste grupo, foram identificados os minerais pirometamórficos lizardita e espinélio nas amostras pouco e moderadamente afetadas, e espinélio e espurrita nas fortemente afetadas, além da calcita que ocorre em todos os casos. O contexto geológico (intrusões rasas de diabásios), a presença dos minerais pirometamórficos espurrita e olivina (pseudomorfisada para lizardita, serpentina, brucita), e comparação com diagramas da literatura permitem estimar temperaturas e pressões em torno de 1050-1200°C e 0,5-1,0 kbar, respectivamente, para PTOTAL=PCO2. O resfriamento pós-intrusão teria propiciado a remobilização de porções de matéria orgânica do sedimento original e liberação de fluidos metassomáticos / hidrotermais, ensejando a abertura do sistema metamórfico, com eventual contribuição de elementos químicos das unidades hospedeiras (arenitos, folhelhos) e das próprias intrusões básicas. Isto favoreceria a hidratação de fases prévias, resultando em formação de serpentina, clorita e brucita. Os resultados mostram a forte influência do calor aportado por intrusões básicas no pacote sedimentar. Considerando que na porção offshore da bacia ocorrem soleiras com espessura de até 1000 m, o entendimento do pirometamorfismo poderá ser de grande utilidade na compreensão e dimensionamento desses depósitos.