Os cálculos geotermobarométricos foram feitos com o software TWQ 1.02 (Berman, 1988, 1991), por ser esse o único do conjunto que inclui os anfibólios. Esses cálculos possibilitam a determinação da pressão com uma precisão de ±1 kbar e da temperatura de ±50 °C.
As amostras para esses cálculos foram selecionadas em função da presença de granada, anfibólio e plagioclásio, que resultam em cálculos mai precisos, e as análises químicas dos minerais encontram-se no Anexo IV.
As estimativas P–T foram feitas em minerais em paragênese ou em associações de minerais em um mesmo domínio microestrutural, buscando assim uma maior probabilidade de equilíbrio termodinâmico e uma maior coerência nos cálculos das condições de P e T responsáveis pela formação das diferentes rochas.
Os símbolos de minerais usados para os cálculos termobarométricos da região de Barragán estão na Tabela 11.2.
Tabela 11.2. Símbolos de minerais usados nos cálculos termobarométricos da região de Barragán, segundo Kretz (1983) e Spear (1993).
Ab albita Chl clorita Grs grossulária Pg paragonita Qtz quartzo
Alm almandina Czo clinozoisita Jd jadeita Pmp pumpellyita Rt rutilo
An anortita Dol dolomita Lws lawsonita Prg pargasita Tr tremolita
Cal calcita Gln glaucofânio Ms muscovita Prp piropo Ts tschermakita
Duas amostras (189 e 189A) região de Barragán foram selecionadas para os cálculos termobarométricos, ambas da fácies anfibolito.
A amostra 189 apresenta uma textura nematoblástica que define a foliação principal da rocha e, eventualmente os grãos de anfibólio mostram um pleocroismo mais acentuado no núcleo. Mais raramente observa-se nos núcleo dos cristais um pleocroismo azul-claro, característico de anfibólios sódicos. Entretanto, as análises em microssonda eletrônica não confirmaram a presença de minerais da serie glaucofânio–riebeckita, tendo sido observados apenas uma analise de núcleo e outra intermediária no campo da barroisita e os demais pontos no campo da magnésio-hornblenda. A granada apresenta-se sempre fraturada e com inclusões de minerais opacos e quartzo. Algumas vezes concentra-se plagioclásio nas bordas da granada, sempre de composição próxima da albita pura. Clinozoisita acompanha a textura nematoblástica e a foliação principal Sn+1.
Devido à presença de calcita e/ou dolomita na amostra 189, foi calculada a fração molar de CO2. Neste caso foi fixada a pressão em 10 kbar e simplificou-se o sistema da mesma forma que
foi feito com o cálculo dos equilíbrios da associação granada–anfibólio. A fração molar de CO2
nesta pressão está perto de 0,92, mas com a variação da pressão pode diminuir até 0,90. Na Figura 11.10, apresenta-se o calculo feito para a fração molar de CO2 desta amostra. Embora as
reações a dolomita possam representar a devolatilização para formação de anfibólios, que comumente ocorre em BIFs e paranfibolitos, pode também ser um componente importante de rochas em fácies anfibolito e eclogito com protolito ígneo (Zhang et al. 2003).
Figura 11.10. Diagrama representativo do cálculo da fração molar de CO2 das rochas na fácies anfibolito de
Barragán, em P = 10 kbar usando a associação granada–anfibólio–dolomita–quartzo da amostra 189, indicando equilíbrio em 679°C a XCO2 de 0,94.
Um dos cálculos obtidos com análises de núcleos da associação granada–anfibólio, amostra 189 mostrou a pressão mais alta do conjunto de rochas da fácies anfibolito, indicando a possibilidade das rochas desta região terem alcançado a fácies eclogito. A pressão obtida para o ponto alcançou os 15 kbar e uma temperatura de 639°C (Figura 11.11).
Figura 11.11. Diagrama P–T obtido para os núcleos dos minerais da amostra 189 da associação granada– pargasita–clinozoisita–dolomita–quartzo, o qual apresenta a pressão mais alta do conjunto de rochas da fácies anfibolito da região de Barragán.
Utilizando-se as composições dos núcleos e bordas da granada e do anfibólio foram obtidas temperaturas entre 634 e 665°C e pressões entre 14,3 e 9,2 kbar respectivamente (Figura
11.12), indicando que a rocha sofreu uma descompressão isotérmica quando do desenvolvimento da foliação Sn+1.
Esses dados indicam que as rochas da unidade provavelmente alcançaram à fácies eclogito, quando houve a cristalização de anfibólio pargasítico em paragênese com granada rica em piropo. Posteriormente essas rochas sofreram uma forte descompressão aproximadamente isotérmica, com leve aquecimento, sugerindo uma a possível presença de intrusões sin- a tardi- cisalhamento que não têm sido encontrados na região.
Figura 11.12. Estimativa das condições P–T de formação da amostra 189, com análises de núcleos (esquerda) e bordas (direita) da associação granada–pargasita–clinozoisita–dolomita–quartzo.
A amostra 189A também apresenta textura nematoblástica orientada segundo a foliação milonítica da rocha. Esta textura é normalmente acompanhada por cristais subidioblásticos prismáticos de clinozoisita. Em algumas porções da rocha o anfibólio mostra bordas mais pleocróicas do que o núcleo e, tal qual a amostra 189, alguns grãos podem apresentar o núcleo com pleocroismo azul-claro, embora nesta amostra esses núcleos não tenham sido analisados. A granada apresenta-se porfiroblástica, por vezes poiquiloblástica, sempre fraturada e com inclusões de quartzo, opacos e, às vezes, de plagioclásio. Plagioclásio, sempre de composição próxima da albita pura, mas com baixos conteúdos de anortita, substitui as bordas da granada. A milonitização nesta amostra, embora presente, não é muito forte.
Nesta amostra, as análises de química mineral foram concentradas na granada, anfibólio e plagioclásio. A XCO2 para essa amostra, estimada a 10 kbar foi de 0,80. Os cálculos dos
os núcleos dos minerais resultam em pressões um pouco mais elevadas e temperaturas um pouco menores, quando comparados com as composições das bordas. Assim, foram obtidas, respectivamente para núcleos e bordas, pressões variando de 14 e 13 kbar e temperatura de 632 e 640°C (Figura 11.13). Considerando-se que essa rocha foi pouco afetada pela foliação milonítica, essas condições P–T podem ser interpretadas como sendo do evento metamórfico que antecedeu a exumação e a foliação milonítica que chega a formar rochas de baixo grau metamórfico. Esses resultados são coerentes com os obtidos para os núcleos dos minerais da amostra 189 e são indicativos do pico metamórfico que afetou essas rochas, situado na transição da fácies anfibolito para a fácies eclogito e, mais provavelmente, tendo alcançado até a fácies eclogito.
Figura 11.13. Diagramas P-T obtidos para a amostra 189A, com análises de núcleos (esquerda) e bordas (direita) dos minerais, da associação granada–tremolita–tschermakita–plagioclásio–quartzo.
As paragêneses das rochas da fácies xisto azul de Barragán, pela ausência da granada, não são as mais apropriadas para estimativas termobarométricas com base em bancos de dados termodinâmicos internamente consistentes (Rubatto, 2002).
Apenas a amostra 196D foi usada para cálculos termobarométricos utilizando o programa TWQ 1.02, por se a única na qual foram obtidos dados de química mineral em todas as fases. A amostra apresenta textura nematoblástica definida pelos cristais de glaucofânio, pumpellyita e clinozoisita e, em algumas partes, a textura predominante e nemato-lepidoblástica, devido à maior abundância de mica branca e clorita. Localmente ocorrem finos cristais de lawsonita disseminados.
Nesta amostra as análises de química mineral foram concentradas em mica branca, glaucofânio, pumpellyita, lawsonita e clinozoisita e essa mesma associação foi utilizada para a estimativa de pressão e temperatura de geração da rocha.
Os resultados dos cálculos termobarométricos evidenciam bons equilíbrios e praticamente não há diferenças nas condições P–T dos núcleos para as bordas, que são, respectivamente, de 9,5 kbar e 399°C e 9,3 kbar e 397°C (Figura 11.14).
Figura 11.14. Diagramas P–T obtidos para a amostra 196D, com análises de núcleos (esquerda) e bordas
(direita) da associação paragonita–glaucofânio–pumpellyita–lawsonita–clinozoisita–quartzo.
A pressão e a temperatura de formação dos xistos azuis podem também ser estimadas pelas reações que resultaram na cristalização dos minerais, deduzidas pela petrografia, em comparação com estimativas feitas por outros autores em rochas semelhantes de outros lugares.
Assim, para as rochas com lawsonita, clorita e abundante titanita, pode-se inferir que se o rutilo inicialmente estava em excesso em relação à titanita e o ferro presente na clorita poderia reagir com a titanita e com o rutilo, resultando na cristalização de lawsonita, restando titanita como inclusões, e rutilo + ilmenita na matriz (Shau et al., 1991; Fitzherbert et al., 2003). Essas associações e texturas foram observadas nas amostras do afloramento 197, especialmente na amostra 197A, o que permite inferir, segundo os autores citados, que essas rochas se formaram em pressões próximas de 8 kbar e temperaturas da ordem de 300°C.
A associação de lawsonita com glaucofânio, clorita, calcita/aragonita e pumpellyita é considerada como formada em pressões litostáticas entre 6,5 e 8 kbar, em altas pressões de fluidos, a temperaturas no intervalo entre 200 e 300°C (Deer et al., 1986). Além disso, a reação envolvendo lawsonita e glaucofânio apresentada adiante, teve seu intervalo de P–T definido por Deer et al. (1986) ao redor de 5 – 7 kbar e 250 – 400°C.
2CaAl2Si2O7.2H2O + 5Na2Mg3Al2Si8O22(OH)2 = Ca2Mg5Si8O22(OH)2 + 2Mg5Al2Si3O10(OH)8 + 10NaAlSi3O8
lawsonita glaucofânio tremolita clorita albita
Segundo Shau et al. (1991), a seguinte reação caracteriza a transição da fácies xisto azul para o xisto verde:
4CaAl2Si2O7(OH)2.H2O + NaAlSi3O8 = 2Ca2Al3Si3O12(OH) + NaAl3Si3O10(OH)2 + 2SiO2 + 6H2O
lawsonita albita clinozoisita paragonita quartzo
Essa reação processa-se a ~9 kbar e ~350°C, ou a pressões ainda menores sob baixas pressões parciais de H2O.
Considerando as reações apresentadas, e comparando com a mineralogia observada para o conjunto de rochas da fácies xisto azul da região de Barragán, sugere-se que o metamorfismo desta fácies observado na área tenha um registro que varia de ~9 kbar e ~350°C e ~5 kbar e 250°C.
A trajetória metamórfica registrada nas rochas da fácies anfibolito indica uma forte descompressão e leve aquecimento durante a exumação de, possivelmente, eclogitos ou rochas transicionais entre as fácies eclogito e anfibolito alto (Figura 11.15).
Figura 11.15. Conjunto das trajetórias das amostras da região de Barragán no qual se observa uma descompressão forte com aumentos leves na temperatura nas rochas da fácies anfibolito (189 – 189A) e uma leve descompressão e queda na temperatura na amostra 196D. No diagrama os pontos indicam a interseção de alguns dos equilíbrios obtidos nas amostras e as setas pontilhadas representam trajetórias tentativas.
Essa exumação está associada ao desenvolvimento da zona de cisalhamento impressa nas rochas como a foliação Sn+1. O xisto azul estudado tem as composições de núcleo e de borda
dos minerais muito semelhantes, mas mesmo assim, uma leve descompressão e um leve resfriamento podem ter afetado essas rochas, sugerindo uma trajetória semelhante à das rochas da fácies anfibolito. Essas trajetórias podem ser interpretadas como devidas à exumação de rochas de alta pressão estratificadas, com eclogitos em níveis mais profundos, capeados por xistos azuis, desenvolvidos em uma seqüência vulcano-sedimentar oceânica, com basaltos do tipo
MORB. As evidências petrográficas indicam que as paragêneses da fácies xisto azul e anfibolito foram retrometamorfisadas até a fácies xisto verde com cristalização principalmente de anfibólio cálcico e clorita como tentativamente indicado na Figura 11.15. Nesse contexto, os serpentinitos situados a oeste das rochas da fácies anfibolito poderiam representar lascas tectônicas do manto, arrancadas durante o evento de exumação das rochas de alta pressão.