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Geologische Rundschau

, Volume 59, Issue 3, pp 1292–1326 | Cite as

The Precambrian geology of the “Borborema”-Belt (States of Paraíba and Rio Grande do Norte; northeastern Brazil) and the origin of its mineral provinces

  • Heinz Ebert
  • Rio Claro
Aufsätze

Abstract

In the crystalline area of the “Borborema” in NE Brazil the final geologic event was a strong static recrystallization, which is manifest in regional granitization, hybride granite, or pegmatite veins. The manifestation varies within the mapped area, it depends on lithology, thickness and structure of the Precambrian metasediments. The age of this phase is between 550 and 450 M. years. Recrystallization is accompanied by weak folding of pre-existing anticlines as indicated by the structural control of the Borborema pegmatites. The principal phase of deformation and the accompanying regional metamorphism are considered to be older, approximately 850 M. years or more. This older regional metamorphism produced rocks of the almandine-staurolite subfacies of the amphibolite facies; locally higher (cordierite and sillimanite subfacies) or lower (greenschist facies) degree of metamorphism occurs. The pyroxene-hornfels facies, which is found in the contact aureoles of hybride granites, occurs exclusively in the tactites (metamorphic dolomitic marls). In clastic metasediments, high grade metamorphic facies is restricted to the contact aureole of a small hypersthene diorite stock.

The structure is simple, and consists of synclines and anticlines the axial planes of which are vertical or, rarely, inclined. Faults are rare. The degree of lateral compression varies: low in the NW part of the area mapped, intermediate in die NE, and high in the southern part. The southern part belongs to the “Paraíba Transversal Zone”, an E-W striking fault zone along which the northern parts have been dislocated horizontally to the East.

Stratigraphically the sequence is subdivided into three major groups by unconformities, which, however, are masked intensely by the principal tectonic events. These groups are:
The oldest member occurs but locally in the cores of some anticlines; the youngest constitutes the cores of most synclines. The Caicó can be subdivided, in the most part, as follows:

Florânia and Parelhas are essentially composed by unsorted clastic sediments (graywackes and arcoses). The Equador is a local lithofacies of the latter restricted to one anticline and a small part of another, and composed of well sorted clastics (muscovite quartzite). Another quartzite, locally developed at the top of the Florânia in the western part of the area, has been named “Member S. José do Seridó”. The Quixaba contains essentially carbonate rocks, but with intercalations of clastic sediments.

The scheelite province of the area is generally connected with the Quixaba-Formation, the marbles of which served as transportation channels, whereas tactites were the receptors of the ore-bringing solutions, derived from some palingenetic granites and thus, indirectly, from the metasediments of the Parelhas. The deposition does not belong to the principal phase of contact metamorphism, but to a later-phase with hydrothermal paragenesis. Scheelite occurs also in common quartz-albite-veins.

The famous pegmatite-province (Ta, Nb, Li, Be) cannot be considered as a product of magmatic differentiation, either. It must be the product of the statical recrystallization of the muscovite-rich Equador quartzite, by addition of thermal energy and K-rich solutions from the depth. Thus this province is only a special case of the general “granitization” with K-metasomatism:
$$Quartz + Muscovite + K^ + \to Microclin + H^ + + Water.$$

The resulting fluids formed pegmatites in the rocks overlying the quartzite, i. e., generally in the micaschists of the Seridó-Group. Productive dykes always fill longitudinal or transversal tension cracks. The Borborema province of zoned pegmatites is thus an excellent example for the recent genetic hypothesis ofGresens, all requirements of it being fulfilled.

Keywords

Cordierit Lithofacies Scheelite Sillimanite Regional Metamorphism 

Zusammenfassung

Das Kristallingebiet der „Borborema” in Nordost-Brasilien zeichnet sich durch eine starke Rekristallisation aus, die das letzte größere geologische Ereignis des Gebietes darstellt. Sie ist von schwachen Aufwölbungen früher angelegter Antiklinalen begleitet, wie pegmatit-erfüllte Zerr-Risse zeigen. In verschiedenen Teilen des kartierten Gebietes zeigt diese statische Metamorphose verschiedene Erscheinungsformen, je nach der Lithologie der präkambrischen Metasedimente, ihrer Mächtigkeit und ihres Baus: Regionale Granitisierung — als Palingengranite — als Pegmatitgänge. Das Alter dieser Schlußphase muß zwischen 550 und 450 Mill. Jahren liegen. Die tektonische Hauptphase und die sie begleitende tektonitische Metamorphose muß älter sein, 850 Mill. Jahre oder etwas mehr. Die Regionalmetamorphose erfolgte in der Almandin-Staurolith-Subfazies der Amphibolitfazies; nur stellenweise ist sie von höherem Grad (Sillimanit und Cordierit) oder auch von niederem (Grünschieferfazies). Die Pyroxenhornfelsfazies tritt in der Umgebung der Massive palingener Granite nur in den Taktiten (hochmetamorphen Dolomitmergeln) auf. In den klastischen Metasedimenten wurde eine hochgradige Metamorphose nur im Kontakt eines Hypersthen-Diorits beobachtet.

Der tektonische Bau ist verhältnismäßig einfach: Parallele oder sich gabelnde und wieder vereinigende Groß-Sättel und -Mulden mit senkrechter, nur sehr selten geneigter Achsenebene; Störungen sind selten. Der Grad des seitlichen Zusammenschubs ist variabel: Gering im Nordwestteil des Aufnahmegebietes, mittel im nordöstlichen, stark im südlichen Teil. Letztere gehört bereits zu der Ost-West-streichenden „Transversal-Zone von Paraiba“, längs deren die nördlichen Gebiete relativ nach Osten verlagert sind.

Durch zwei Diskordanzen ist die Gesteinsfolge in drei Hauptgruppen zerlegbar
Die letztgenannte Gruppe erscheint nur sehr lokal in einigen Antiklinalkernen, die erstgenannte bildet die meisten Synklinalkerne. Das „Caicó“ kann weiter in drei Formationen zerlegt werden:

Florânia und Parelhas sind in der Hauptsache aus unaufbereiteten klastischen Sedimenten aufgebaut (Grauwacken und Arkosen). Das Equador, eine Folge von Muskowitquarziten, ist nur eine lokale Lithofazies des „Parelhas“, beschränkt auf eine Haupt-Antiklinale und einen kleinen Teil einer zweiten. Ein anderer Quarzit, „São José do Seridó“, ist nur im Westteil des Aufnahmegebietes entwickelt, an der Obergrenze des „Florânia“. Die Quixaba-Formation besteht hauptsächlich aus karbonatischen, zu einem kleineren Teil aus klastischen Sedimenten.

Die Scheelit-Provinz der Borborema ist in der Hauptsache an die Quixaba-Formation geknüpft, deren Marmore als Transportkanäle dienten, während die Mineralisierung in den Kalksilikatfelsen (ehemaligen Dolomitmergeln) erfolgte. Die W-bringenden Lösungen sind aus den Palingengraniten und damit indirekt aus den Parelhas-Metasedimenten herzuleiten. Die Mineralisierung erfolgte nicht in der Hauptphase der Kontaktmetamorphose, sondern in einer späteren, hydrothermalen Paragenese; Scheelit kommt auch in gewöhnlichen Quarz-Albit-Gängen vor.

Die bekannte Pegmatitprovinz (Ta, Nb, Li, Be) kann ebenfalls nicht als ein magmatisches Differentiationsprodukt aufgefaßt werden. Sie entstand unter dem Einfluß der statischen Regionalkristallisation aus dem Muskowitquarzit der Equador-Formation, unter Zufuhr von thermischer Energie und K-reichen Lösungen aus der Tiefe. Sie ist also nur ein lithofaziell begrenzter Spezialfall der allgemeinen „Granitisierung“ unter K-Metasomatose, nach der (angenäherten) Reaktion:
$$Quarz + Muskowit + K^ + \to Mikroklin + H^ + + Wasser.$$

Die entstandenen fluiden Phasen kristallisierten in Längsoder Quer-Zerrklüften der den Quarzit überlagernden Gesteine, meist also im Seridó-Glimmerschiefer, zu Pegmatiten aus. Da alle Bedingungen für die Bildung zonarer Pegmatite nachGresens in der Borborema erfüllt sind, kann das Gebiet als ein gutes Beispiel für dieGresens'sche Hypothese gelten.

Resumo

A área cristalina da “Borborema” no Nordeste brasileiro é caracterizada por uma forte recristalização estática que reprensenta o último grande acontecimento geológico da área. Profundas fendas de tensão preenchidas com pegmatitos testemunham que aconteceu simultâneamente um abaulamento adicional de anticlinais anteriormente já constituídos. O metamorfismo estático manifestou-se em diferentes partes da área em fenômenos diferentes, dependendo da litologia dos metassedimentos pré-Cambrianos, sua espessura e estrutura interna. Éstes diferentes tipos de manifestação do mesmo fenômeno são: granitização regional- maciços de granitos de origem palingenética — veios de pegmatitos. Esta fase final deve ter acontecido entre 550 e 450 milhões de anos. A principal fase de deformação e o metamorfismo tectonítico que Ihe acompanharam devem ser de idade mais velha, 850 milhões de anos ou um pouco mais. Normalmente êste metamorfismo tectonítico regional se desenvolve na subfácies de almandina e estaurolita da fácies amfibolítica. Em alguns lugares o grau de metamorfismo é mais alto (sillimanita e cordierita), em outros mais baixo (fácies de xisto verde). A fácies do piroxênio-hornfels encontra-se só em tactitos (antigos margas dolomíticas altamente recristalizadas), nos arredores dos corpos de granitos palingenéticos. Nos predominantes metassedimentos, de origem clástica, efeitos de metamorfismo de contato são raramente observados; só no contato de um hiperstênio-diorito a fácies do piroxênio-hornfels se manifesta nêles.

A estrutura geológica é relativamente simples: anticlinais e sinclinais paralelos com piano axial vertical. Uma inclinação do plano axial é raramente observada, porém bifurcações e reuniões das megadobras são freqüentes. Falhas são raras. O grau da compressão lateral varia, sendo fraco na parte noroeste da área levantada, médio na parte nordeste e forte na faixa meridional. A última pertence à “Zona Transversal do Paraíba”, caracterizada pela descrita compressão forte, pela sua direção leste-oeste e por um deslocamento forte da area Norte da zona em sentido para o leste.

Duas discordâncias permitem a divisão da série metassedimentar em très grupos principals:
O grupo São Vicente aflora só raramente em alguns núcleos de anticlinais. O “Seridó” constitui a maior parte dos núcleos dos sinclinais. O membro médio, o “Caicó”, constitui a maior parte da área e permite subdivisão em três formações:

“Florânia” e “Parelhas” são constituídos quase exclusivamente de sedimentos clásticos mal selecionados e frequentemente também mal classificados (grauvacas e arcósios). O “Equador”, uma seqüência de muscovita-quartzitos, nada mais é do que uma litofácies local do “Parelhas” restrita a um anticlinal principal e uma parte subordinada de um segundo. Um outro quartzido (membro “São José do Seridó”) desenvolve-se na parte oeste da área no contato superior do “Florânia” com o “Seridó”. A formação Quixaba, de posição intermediária, contém essencialmente sedimentos carbonáticos, corn intercalações de sedimentos clásticos.

A província metalogenética scheelítica da Borborema está ligada essencialmente à formação Quixaba cujos mármores serviram de canais de transporte às soluções metalíferas cuja fixação porém aconteceu nas rochas calcossilicáticas (margas dolomíticas metamorfizadas). As próprias soluções são, como mostra a distribuição das jazidas, derivadas dos granitos palingenéticos e devem pois resultar do ultrametamorfismo do grupo Parelhas (ou São Vicente). A mineralização não aconteceu na fase principal do metamorfismo de contato mas pertence a uma paragênese posterior já de ambiente hidrotermal. A scheelita também se encontra em veios de quartzo e albita.

A outra província metalogenética da área, a dos conhecidos pegmatitos com Ta, Nb, Li, Be, também não pode ser interpretada como um simples produto da diferenciação magmática, Ela originou dos muscovita-quartzitos da Formação Equador durante a recristalização regional estática sob adição de energia térmica e de soluções potássicas da profundidade. Dêste modo ela é só um caso especial da granitização geral sob metassomatismo potássico, numa zona definida por uma certa litofácies e conforme a (aproximada) reaçáo:
$$Quartzo + muscovita + KCl \to microclina + HCl + H_2 O.$$

Esta desidratação da muscovita levou à origem de fases fluidas ativas que cristalizaram em fendas de tensão, longitudinais ou transversais, na seqüência estratigràficamente superior ao quartzito, pois nos micaxistos do grupo Seridó, preenchendo estas fendas com pegmatitos. A área pode ser considerada como um bom exemplo para a hipótese deGresens, pois tôdas as condições para a formação de pegmatitos zonados segundoGresens são realizadas na Borborema.

Краткое содержание

Кристаллическая обл ает „Борборема“ в северовосточной Бра зилии отличается сильной р екристаллизацией. Ча сти исследованной облас ти показывают различны е формы проявления ме таморфизма в зависимости от литологии и структ уры докембрийских метаседиментов. Возр аст конечной фазы лежит м ежду 550 и 450 милп. г.; возрас т тектонической главой фазы выше-окол о 850 милл. г. Региональны й метаморфизм отличается альманди новой стауролитовой субфазой амфиболитовой фации. Пироксенитова я роговиковая фация я вляется в окресности массивов палингенны х гранитов и только в т актитах. Тектоническая структура простая: па раллельные или разве твленные широкие антиклиналы и синклиналы с вертик альной осевой плоско сти. Две дискорданции подраз делят серию на три гла вные группы: Серидо и Кайсо (верхний докемб рий) и Cao Висенте (средни й докембрий). Главные группы можно далее подразделить; подразделения и их образование подробн о описывается.

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Copyright information

© Ferdinand Enke Verlag Stuttgart 1969

Authors and Affiliations

  • Heinz Ebert
    • 1
  • Rio Claro
    • 1
  1. 1.Departamento de Ciências Geológicas da Faculdade de FilosofiaCiências e Letras de Rio ClaroSão Paulo

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