Mecanismos de deformação e petrologia das rochas metamórficas do setor Ciénaga-Rio Frio, Provincia tectônica de Sevilla, Sierra Nevada de Santa Marta, Colômbia

1. FalhadeOrihueca
FalhaSanPedro
FalhaSantaMarta-Bucaramanga
1100
1000
900
800
Falha Rodriguez
990.000
995.000
1'000.000
N
Proteroz.PaleozoicoMesozoicoCenozoicoQuaternario
Era Unidades
Gnaisses Anortositicos
Gnaisses de Buritaca
Rochas Intrusivas
Xistos de Gaira
Batolito de Santa Marta
Depositos Coluviaies
Depositos Aluvionares
Metamorfitas de San Pedro
de la Sierra
Falha Normal
Falha Inversa
Falha encoberta
Contato definido
Contato inferido
Ríos
SEV4-13-25
SEV4-8-14
SEV5-4-8
SEV5-6-13
SEV6-7-7
1'695.000
1'700.000
B
Falha Transcorrente
0 2 Km
5°0
'
00
'‘
N
71°0
'
00
'‘
W
0 2 Km
Mar Caribe
Falha de Oca
Sierra Nevada
Santa
Marta Sevilla
FalhaSantaMarta-Bucaramanga
Sierra Nevada de Santa Marta (SNSM)
Colômbia
A
Falha
do
Cerrejon
Falha
de
Sevilla
Figura 1. Localização da área de estudo imersa no orógeno Sierra Nevada de Santa. A) províncias
geotectônicas; B) Mapa geologico (INGEOMINAS, 1999) e de amostragem.
Introdução
Rochas deformadas são uma das poucas fontes diretas de informações disponíveis para a reconstrução da evolução tectônica de
uma região. Observações sobre a geometria das estruturas registradas nas rochas devem ser analisadas com cuidado; elas são o
produto final de uma evolução que pode ser reconstruída só si é interpretada corretamente na última fase de deformação
(Passchier C.W., Trow R.A.J., 2005). Para determinar a influência dos mecanismos de deformação interna na evolução de rochas
metamórficas, selecionaram-se cinco amostras: duas de xistos de Gaira SEV4-8-14, SEV4-13-25; e três de ortognáisses de Buritaca
SEV5-4-8; SEV5-6-13; SEV6-7-7 que afloram no setor Ciénaga - Rio Frio. Unidades de rochas localizadas na província tectônica de
Sevilla ao NW da Sierra Nevada de Santa Marta (SNSM), litoral Caribe, Colômbia (Figura 1).
A sierra Nevada de Santa Marta e regiões adjacentes são um complexo orógeno constituído por um mosaico geotectônico e
estrutural, resultante de acreções de terrenos, metamorfismo e magmatismo com processos de subducção da placa Caribe sob a placa
Sulamericana. Entre as estruturas principais o alinhamento (sutura) de Sevilla, o falhamento transcorrente associado ao sistema E-W da
falha de Oca e ao sistema de rumo N15°W, da zona de cisalhamento Santa Marta - Bucaramanga, compartimentam e limitam este
orógeno ao norte e oeste, respetivamente. Geotectonicamente a SNSM é dividida de leste a oeste, em três províncias geotectônicas
(Tschanz et al., 1969, 1974): i) Sierra Nevada, com embasamento metamórfico granulítico intrudido por plútons mesozoicos; ii) Sevilla,
presentada por embasamento gnáissico precambriano e um cinturão polimetamórfico intrudido por plútons mesozóicos e cenozoicos; e
iii) Santa Marta, representada por rochas metamórficas intrudidas por plútons do Paleógeno. No limite W da província de Sevilla, área de
Ciénaga - Rio Frio (Figura 1), ocorrem granulitos de 940 ± 34 Ma. K-Ar em Hornblenda, gnaisses máficos de 152 ± 11 Ma K-Ar em
hornblenda e muscovita, biotita, anfibólio xistos com idade de 50 ± 8 Ma K-Ar em anfibólio (Tschanz et al; 1974). As rochas do
Fanerozóico apresentam deformação milonítica derivada da ativação da falha de empurrão Sevilla e da zona de cisalhamento Santa
Marta - Bucaramanga.
Ao SW do cinturão metamórfico de Sevilla afloram rochas de grau metamórfico médio (Tschanz et al; 1969), constituídas de mica
Xistos, quartzo feldspato xistos e Anfibólio xistos, agrupados na unidade xistos de Gaira. Estas rochas estão em contato discordante
com os Gnaisses estratigráficamente infra jacentes de Buritaca que afloram na parte W do orógeno, formando uma faixa contínua
orientada NE-SW. Tschanz et al; (1969) incluiu sob esta designação ortogánisses e migmatítos que tem uma associação mineral em
fácies anfibolito granada.
St1
Grt
St2
Ms
Qtz
Pl
Sil
Bt
B
Sil
Grt
St1
St2
Bt
Ms
Qtz
A
Pl
Qtz
Bt
Ms
D
Bt
Qtz
Pl
C
AC
Figura 2. Características da composição e deformação interna dos xistos de Gaira. A) SEV4-13-25, textura lepidoblástica mostrando estaurolita de
duas gerações (St1 e St2), granada (Grt), Sillimanita (Sil), muscovita (Ms), Biotita (Bt), quartzo (Qtz). B) SEV4-13-25, inclusões de quartzo em trilas na
staurolita (St1) com staurolita tardia (St2). C) SEV4-8-14, deformação rúptil em feldspatos (plagioclásio Pl), dobramento de biotita em micafish e ripas
de quartzo em continuidade ótica. D) SEV4-8-14, banda quartzo feldspática com textura granoblástica mostrando deformação dúctil – rúptil como
maclas dobradas, fraturamento interno e extinção ondulante nos feldspatos e estiramento em ripas no quartzo. Escala: Lado maior da
fotomicrogafia 4mm.
IINT
Resultados e Discussão
Os Xistos de Gaira (SEV4-8-14; SEV4-13-25), estão constituídos por biotita, muscovita, quartzo, feldspato, granada, estaurolita,
epidoto, sillimanita e actinolita. Caracterizam-se por exibir textura lepidoblastica formada por bandas de micas estiradas, distribuídas em
faixas intercaladas com ripas quartzo feldspáticas segundo a atitude da foliação (Figura 2).
A relação textural de porfiroblastos suhedrais de granada grossos, com inclusões heliciticas de quartzo, sugerem cristalização
sin-cinemática. Porfiroblastos xenomórficos de estaurolita (St1) com inclusões de quartzo em trilhas e fraturas, apresentam relação
sin-cinemática com a foliação. Estaurolita tardía (St2) subedral ocorre como sobre crescimento na St1, orientados obliquamente à atitude
da foliação (Figura 2).
Deformação rúptil sobreimposta com fraturamento em duas direções em alto angulo, redução de tamanho, rotação de subgrãos e
maclas em cunha são os mecanismos de deformação dos feldspatos. Já no quartzo estes correspondem a geração de ripas em
continuidade ótica, cristais com extinção óptica ondulante, rotação de subgrãos e deslocamento de limite. Estiramento, dobramento e
rotação com geração de Mica Fish, sugerem efeitos da atividade da zona de cisalhamento Santa Marta Bucaramanga em regime frágil,
nestas rochas (Figura 2).
MECANISMOS DE DEFORMAÇÃO E PETROLOGIA DAS ROCHAS METAMÓRFICAS DO SETOR CIÉNAGA -
RIO FRIO, PROVÍNCIA TECTÔNICA DE SEVILLA, SIERRA NEVADA DE SANTA MARTA, COLÔMBIA
Astrid Siachoque Velandia1, Carlos Alejandro Salazar1
astridsia1116@hotmail.com; csalazarx@hotmail.com
1 Departamento de Geociências, Universidade Federal do Amazonas, Av. General Rodrigo O. J. Ramos, 3000. Coroado, 69077-000, Manaus, Amazonas
Palavras-chave: Mecanismos de deformação, zonas de cisalhamento, Milonitos.
Qtz
Ep
PlBt
Ms
C
Ms
Qtz
Pl
D
Qtz
Pl
Ser
Bt
B
Qtz
Pl
Act
Ms
A
Cb
Qtz
Ep
E F
Figura 3. Características da composição e deformação interna dos Gnaisses de Buritaca. A) SEV6-7-7, albita geminada com inclusões de
plagioclásio precoce (Pl), actinolita (Act) marcando a foliação milonítica, quartzo (Qtz) com recristalização dinâmica formando ripas em
continuidade ótica, Muscovita (Ms). B) SEV6-7-7, amostra com foliação proto-milonítica, porfiroclastos sigmoides de plagioclásio com zoneamento
e alterando para sericita no centro (Ser), exibe redução de tamanho com rotação nas bordas e sombras de pressão. C) SEV5-4-8, textura milonítica
em microlitons mostrando alta redução de tamanho em quartzo e feldspatos, porfiroblastos euedrais de epidoto (Ep) e muscovita (Mus),
porfiroclastos de plagioclásio, biotita. D) SEV5-4-8, foliação milonítica SC com porfiroclastos de feldspatos em forma de sigmoides, recristalização
em sombras de pressão. E) SEV5-6-13, carbonato geminado e recristalizado nas bordas de grãos por redução de tamanho e rotação de subgrãos,
porfiroblastos de epidoto, zoisita, quartzo formando ripas. F) SEV6-7-7, foliação gnáissica definida pela orientação cristalográfica de quartzo e
feldspatos (S1), foliação milonítica (S2), gerando porfiroclastos de K-feldspato geminado (Ks) com formas sigmoides, e quartzo, biotita secundaria
associada a S2. Escala: Lado maior da fotomicrogafia 4mm.
Os Gnaisses de Buritaca (SEV5-4-8; SEV5-6-13; SEV6-7-7), estão constituídos por plagioclásio com zoneamento normal que
ocorrem em variados tamanhos e como inclusões de plagioclásio precoce, K-feldspato, quartzo, biotita, minerais com orientação
preferencial de forma sugerindo uma foliação S1. Processos dínamotérmicos associados com deformação dúctil parecem ter gerado
minerais como granada e actinolita produto de alteração de hornblenda, muscovita, zoisita, epidoto e carbonato geminado.
Deformação rúptil tardia com percolação de fluidos gerou alteração sericita (Figura 3). Estas rochas se caracterizam por exibir alta
redução de tamanho e rotação de subgrão, formação de porfiroclastos de feldspatos em forma de sigmoides com extinção ondulante e
recristalização em sombras de pressão, mostrando deformação milonítica definido uma foliação S2 progressiva na que se reconhecem
bandas SC (Figura 3).
Considerando as texturas minerais, a mineralogia metamórfica associada com deformação milonítica e a proximidade espacial das
amostras com a falha de empurrão Sevilha, postila-se que houve deformação milonítica sobre imposta ao metamorfismo regional
vinculada com reativações da estrutura reversa.
As associações minerais nos Xistos de Gaira comprovam um metamorfismo regional em fácies anfibolito. Efeitos dinamotérmicos
geraram deformação progressiva em regime frágil subatômico-intracristalino até um comportamento semidúctil com recristalização
dinâmica intensa por deformação transcorrente em zona de cisalhamento. Nos gnaisses ortoderivados, efeitos de um metamorfismo
dinâmico dúctil em alta taxa de deformação gerou intensa redução de tamanho e associação mineral característica de fácies anfibolito
associada com a passagem de fluidos hidrotermais.
Considerando que os mecanismos de deformação nas duas unidades de rochas foram gerados em regimes distintos; que as
associações minerais observadas nos xistos e nos ortognáisses se derivam de processos metamórficos distintos (regional, e
dinamotérmico, respetivamente) e que elas foram deformadas por estruturas distintas, ativadas em momentos diferentes da historia
tectônica da província Sevilla. Interpreta-se que estas rochas registram uma historia geotectônica condizente com ambiente convergente
da margem Caribe.
Conclusões
Descrições petrográficas definem uma composição quartzo-feldspática com biotita, muscovita e porfiroblastos de granada,
estaurolita e silimanita para os Xistos de Gaira. As associações minerais em fácies anfibolito para estes Xistos, muda a classificação
Xisto Quartzo-micáceo (SEV4-8-14; SEV4-13-25) postulada na literatura para estas rochas. Assim foram definidas rochas como
Granada Biotita Xisto e Sillimanita Granada Estaurolita Xisto respectivamente como os constituintes principais dos Xistos de Gaira.
Rotação de cristais sin-cinemáticos e tardios, sobre crescimento de estaurolitas, assim como fraturamento intracristalino e
recristalização dinâmica, caracterizam os mecanismos de deformação em regime rúptil nessas rochas a qual estaria associada com
reativação da zona de cisalhamento Santa Marta Bucaramanga.
Os ortognáisses Quartzo feldspáticos (SEV5-4-8; SEV5-6-13; SEV6-7-7), correspondem a rochas metamórficas que foram
submetidas a deformação progressiva gerando milonitos em regime principalmente dúctil durante a acresção de terreno que gerou a
sutura de Sevilla no orógeno por subducção da Sierra Nevada de Santa Marta. Passagem de fluidos durante o evento milonítico teria
gerado a mineralogia cálsica (epidoto, zoisita, actinolita, calcita) observada nestas rochas.
Agradecimentos
3
Escola de Geologia, Universidade Industrial de Santander, Cr 27 #9-11, Bucaramanga-Santander (Colômbia)
4 Escola de Geologia, Universidade de Pamplona, Autopista Internacional Vía Los Álamos Villa Antigua, Pamplona-Norte de Santander (Colômbia)
Ao Professores Carlos Alberto Rios3 e Oscar Mauricio Castellanos Alarcon4 pelo fornecimento do material (lâminas delgadas)
Tschanz, C. M., Marvin, R. F., Cruz, B. J., Mehnert, H. H., Cebula, G. T., 1994. Geologic Evolution of the Sierra Nevada de Santa Marta, Northeastern
Colombia. Geological Society of America Bulletin 85, 273-284.
González H., Núñez A. & G. Paris (1988). Mapa geolóico de Colombia, escala 1:1.500.00, memoria explicativa. Ingeominas, 46-49.
Ingeominas, 1999. Geologia de la plancha 18: Ciénaga (Colômbia).
Passchier C.W., Trow R.A.J., 2005. Micro-tectonics, Springer, Second Edition, pg.366.