Versão online: http://www.lneg.pt/iedt/unidades/16/paginas/26/30/185 Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 297-300 IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X

Evolução tectono-metamórfica, migmatização e magmatismo sin-tectónico na região do Porto (NW Portugal) Tectono-metamorphic evolution, migmatization and syn-tectonic magmatism from Porto region (NW Portugal) M. A. Ribeiro1*, H. C. B. Martins1, H. Sant’Ovaia1, A. Dória1, J. Ferreira1, M. Areias1

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Resumo: O extremo NW da cintura metamórfica Porto-Viseu é caracterizado por magmatismo sin-tectónico e pós-tectónico, associado a rochas migmatíticas e a uma zonalidade metamórfica condensada variando progressivamente da zona da clorite até à zona da silimanite. A presença de estaurolite e a ausência de cordierite nas paragéneses metamórficas exclui condições barométricas inferiores a 2 Kb, implicando profundidades mínimas da ordem dos 6 a 7 km. O caráter ante- a sin-cinemático relativamente a D3 da blastese de estaurolite, a presença de uma lineação mineral do tipo down-dip no plano S3, e a associação espacial a migmatitos e rochas graníticas sin-tectónicas aponta para um mecanismo de fluxo dúctil ascendente das rochas metamórficas, solidário com a ascenção dos magmas e melts geradores dos maciços sin-tectónicos e dos migmatitos associados.

Palavras-chave: Grau metamórfico, Migmatitos, Deformação, Fluxo crustal. Abstract: The NW of the Porto-Viseu metamorphic belt is characterized by syn-tectonic and post-tectonic magmatism, associated with migmatites. The surrounding metasedimentary rocks show narrow and progressive metamorphic zoning ranging from chlorite to sillimanite zone. The metamorphic paragenesis with staurolite and without cordierite exclude barometric conditions <2 Kb, implying depths ≥ 6-7 km. The upward flow of ductile metamorphic rocks, promoted by the syn-tectonic rising of magmas and melts is indicated by syn-kinematic (syn-D3) staurolite, strong mineral lineation down-dip in S3 plan and the association of migmatites with syn-tectonic granitic rocks.

Keywords: Metamorphic grade, Migmatites, Deformation, Crustal flow.

1Centro Geologia/DGAOT-Faculdade de Ciências-Universidade. Porto. *Autor correspondente / Corresponding author: maribeir@fc.up.pt

1. Introdução

Na Zona Centro Ibérica (ZCI) existe evidente relação entre o magmatismo sin-orogénico varisco e a zonalidade metamórfica (Oen, 1979; Martinez et al., 1988; Castro et al., 2002). Os processos magmáticos são os principais responsáveis pela transferência térmica à escala regional nas cadeias orogénicas, particularmente em condições de baixa a média pressão, nomeadamente no Orógeno Varisco, referido como pertencente ao grupo dos hot

orogens (Martínez Catalán et al., 2014). A extensão da fusão crustal, na evolução das cadeias orogénicas fanerozóicas, está bem documentada pela génese e exumação de migmatitos e granitos em associação. Esta exumação, por fluxo dúctil crustal é, em geral, tardi-orogénica, posterior ao espessamento crustal, e acompanhada pela associação de metamorfismo de alta temperatura e média a baixa pressão com o magmatismo meso- a supra-crustal. A fusão parcial da crusta tem consequências reológicas, sendo a segregação dos melts e a mobilidade dos magmas os principais processos de diferenciação crustal e de transferência térmica advectiva na crosta média a superior (Brown, 2001; Vanderhaeghe, 2009).

No NW da ZCI, o pico metamórfico caracteriza-se por condições de AT e BP, em associação espacial e temporal com o magmatismo sin-tectónico. Este metamorfismo é caracterizado por condições barométricas iguais ou inferiores às do ponto triplo dos aluminossilicatos enquanto as temperaturas estão na gama de 500-750ºC. Os percursos PTt inferidos são quase isobáricos e materializados por blastese prograda rápida (Valle Aguado et al., 1993, 2005; Ribeiro et al., 2008, 2011). A zonalidade metamórfica é indicadora de um forte gradiente metamórfico de campo, com variação numa curta extensão da zona da clorite e da biotite até à zona da silimanite e da silimanite + feldspato potássico nas áreas adjacentes às massas graníticas (Pereira et al., 1992; Valle Aguado et al., 2005; Ribeiro et al., 2008). Estas condições metamórficas requerem uma importante transferência de calor, focalizado no tempo e no espaço, só justificável por um modelo de transferência térmica advectiva relacionada com processos de plutonismo e hidrotermalismo associados e não apenas por condutividade térmica (Lux et al., 1986).

O objectivo deste trabalho é integrar dados cartográficos, petrográficos e estruturais, de rochas metassedimentares pelíticas de médio e alto grau e a sua relação com os granitos sintectónicos associados, no extremo NW da cintura metamórfica Porto-Viseu.

Artigo Curto Short Article

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2. Contexto geológico

O extremo NW da cintura metamórfica Porto-Viseu, correspondente ao bordo Oeste da ZCI é caracterizado por magmatismo granítico sin- e pós-tectónico, representado através dos maciços sin-tectónicos do Porto (Almeida, 2001) e da Junqueira (Valle Aguado et al., 2005; Azevedo & Valle Aguado, 2013) e do maciço pós-tectónico de Lavadores-Madalena (Martins et al., 2011). Estes corpos graníticos estão associados à cintura metamórfica Porto-Viseu (Valle Aguado et al., 1993), sendo o seu limite NW

caracterizado por zonas de cisalhamento dúcteis direitas de orientação NW-SE (N110º a N140º) num sector limitado a NNE pela Zona de Cisalhamento Douro-Beira (ZCDB) (esquerda) e a SSW pela Zona de Cisalhamento Porto-Tomar (ZCPT) (direita) (Fig. 1). A ZCPT é considerada o limite oeste entre a ZCI e Zona de Ossa Morena (ZOM), e mais recentemente o limite entre a ZCI e o Terreno Finisterra (Ribeiro, 2013). Segundo outros autores a ZCPT é uma zona de desligamento direito (strike-slip shear zone) tardia na evolução geodinâmica do Orógeno Varisco (Martínez Catalán et al., 2014).

Fig. 1. Mapa geológico no extremo NW da cintura metamórfica Porto-Viseu, pondo em evidência as principais zonas de cisalhamento (segundo Carta Geológica de Portugal, à escala 1:500 000, modificado). Fig. 1. Geological map of NW Porto-Viseu metamorphic belt, putting in evidence the main shear zones (Geological Map of Portugal, scale 1:500 000, modified).

3. Condições metamórficas e deformação na envolvente do granito do Porto

No bordo NW da cintura metamórfica Porto-Viseu, no sector adjacente ao maciço sin-tectónico do Porto (Fig. 1), ocorrem pequenas massas de granitos sin-tectónicos, de mineralogia e textura diversificada. Estas massas ígneas são intrusivas nos metassedimentos pertencentes ao Complexo Xisto-Grauváquico (CXG) que apresenta uma zonalidade metamórfica condensada e concordante, com a estrutura regional e com os contactos com os granitos sin-tectónicos, mas sem saltos metamórficos. A foliação principal tem orientação NW-SE a NNW-SSE, 85 a 70ºE, paralela à estratificação. A oriente do maciço sin-tectónico do Porto a zonalidade metamórfica varia de este para oeste, numa extensão de apenas 500 metros, de filitos na

zona da clorite (limite inferior da fácies dos xistos verdes), passando pela zona da biotite até micaxistos na zona da estaurolite-biotite e na zona da silimanite (fácies anfibolítica). Nas áreas adjacentes aos granitos ocorrem rochas migmatíticas (Ribeiro et al., 2008; Ferreira et al., 2014). Do ponto de vista geométrico a foliação no CXG é semelhante em todos os graus metamórficos, sendo em todos eles evidente a sobreposição de duas fases de deformação dúctil (D1 e D3 da ZCI) (Noronha et al., 1979). A primeira fase gerou uma clivagem penetrativa (S1) em condições de baixo grau, a segunda fase não tem representatividade neste sector do autóctone e a última fase dúctil varisca (D3) dobrou, reorientou e/ou reactivou a foliação anterior, gerando crenulação ou definindo microlithons no interior dos quais está preservada a foliação anterior (S1). A S3 é muito penetrativa nas zonas

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de mais alto grau, onde também está presente uma lineação mineral do tipo down-dip. A D3 é contemporânea com o pico das condições térmicas que marcam a zonalidade metamórfica (Fig. 2). Os porfiroblastos euédricos de estaurolite, sempre associados a biotite, apresentam S1 como foliação interna e nos bordos são menos poicilíticos (têm menos inclusões de quartzo) apresentando uma geometria coerente com a continuidade da blastese durante a fase D3 (Fig. 3). A blastese de estaurolite ocorre ante-D3 (posterior à granada), mas continua nos episódios iniciais de D3, cuja foliação (S3) contorna os porfiroblastos, definindo sigmóides indicadores de deformação não coaxial dextra, de topo para baixo (duas componentes de movimento: horizontal direita + vertical normal). Esta componente normal está relacionada com o fluxo dúctil ascendente das rochas de alto a médio grau, durante a atuação da deformação cisalhante direita (Fig. 1). Próximos das massas ígneas nomeadamente, no Mindelo (Areias et al., 2012, 2013) e a oriente Porto, junto ao Granito do Pedregal (Ferreira et al., 2013) existem rochas migmatíticas diatexíticas e metatexíticas, transitando para rochas pelíticas e quartzo-pelíticas em condições metamórficas da zona da silimanite. Todas as litologias são afectadas por fracturação NE-SW. Na zona de mais alto grau metamórfico estas fracturas registam paragéneses hidrotermais de AT e MP (Ribeiro et al., 2008).

Fig. 2. Relações blastese-deformação nas litologias do CXG. Fig. 2. Blastesis-deformation relationships in “CXG”.

4. Relação entre o metamorfismo e as massas graníticas sin-tectónicas

Existe relação cronológica e espacial entre o pico das condições térmicas, os migmatitos e a ocorrência de corpos graníticos sin-tectónicos (granitos de Gondomar, de Fânzeres, de Ermesinde, do Porto, do Pedregal) intruídos nos metassedimentos do CXG. Os dados relativos ao granito de Pedregal indicam tratar-se de um granito anatético, resultante da fusão parcial de um resíduo depletado em leucossoma de um primeiro episódio de fusão (Ferreira, 2013). Este granito está associado a rochas migmatíticas, cujo bandado composicional deverá resultar da injeção desse leucossoma por migração sin-cinemática. São rochas com bandas de composição quartzo-feldspática

alternando com níveis micáceos muito subordinados e apresentam granada peritética associada a quartzo (Fig. 3). O bandado destas rochas migmatíticas tem orientação N100 a N130º, podendo corresponder a migração e injecção de melt sin-cinemática com a deformação cisalhante dextra (cisalhamentos NW-SE) associada ao fluxo dúctil crustal. O alongamento do granito do Pedregal também tem orientação N120º (Ferreira et al., 2013).

A foliação magnética nos granitos de Gondomar e de Fânzeres é N26-28º; 55-60ºSE, coincidente com a orientação da fracturação ou das fendas de dilatação da deformação cisalhante direita NW-SE.

Em condições de transição dúctil-frágil o desenvolvimento de fendas trativas terá permitido a instalação de granitos mais diferenciados, nomeadamente o granito turmalínico de Gondomar.

Não ocorre qualquer intrusão granítica nas zonas metamórficas da fácies dos xistos verdes.

Fig. 3. Aspectos mineralógicos e texturais dos xistos estaurolíticos e migmatitos associados: A: granada metamórfica inclusa em porfiroblasto de estaurolite; B: granada peritética associada a quartzo em rochas migmatíticas; C: aspeto da geometria sigmoidal da foliação S3 em torno dos porfiroblastos de estaurolite; D: pormenor da variação da foliação interna da estaurolite, paralelizando-se no seu bordo com S3. Fig. 3. Mineralogical and textural features of staurolite schists and associated migmatites: A: metamorphic garnet included in staurolite; B: peritectic garnet associated with quartz in migmatites; C: sigmoidal geometry of S3 foliation, deflected around the staurolite porphyroblasts; D: detail of the internal staurolite foliation, parallel with S3 in the border.

5. Considerações finais

No bordo NW da ZCI manifestam-se estruturas relacionadas com duas fases de deformação (D1 e D3), em regimes térmicos muito distintos. A zonalidade metamórfica condensada tem um pico térmico sin-cinemático com a fase D3, tipificando um metamorfismo orogénico com forte anomalia térmica em níveis estruturais altos. Porém a ausência de cordierite nas paragéneses metamórficas, ocorrendo apenas como mineral peritético em algumas litologias migmatíticas (Areias et al., 2013) e a representatividade da zona da estaurolite-biotite sugere um processo de metamorfismo

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cujo gradiente barométrico foi condicionante. A paragénese descrita exclui condições barométricas inferiores a 2 Kb, implicando profundidades ≥ 6-7 km (Ribeiro et al., 2008).

A deformação não coaxial mais intensa nas zonas de alto grau metamórfico, associada a migmatitos e granitos sin-tectónicos, com diminuição lateral progressiva de ambos, só pode ser explicado por um mecanismo de fluxo dúctil crustal durante a D3. A anatexia mesocrustal iniciou-se ante-D3, aumentando a ductilidade crustal. A deformação posterior (D3) permitiu o fluxo sin-cinemático do material fundido, bem assim como das rochas sólidas, muito dúcteis, adjacentes. Nos metassedimentos acima da zona anatética, antes da sua ascensão por fluxo dúctil solidário com os melts e os magmas, num período ante-D3, as condições barométricas permitiram a blastese de estaurolite e não de cordierite.

O mecanismo de fluxo dúctil ascendente explica a lineação mineral down-dip, a continuidade de blastese de estaurolite durante os primeiros episódios de D3, a geometria não coaxial da foliação em torno dos porfiroblastos e o carater condensado da zonalidade metamórfica. Este modelo é também proposto para outros domínios do orógeno varisco e em outros orógenos, nomeadamente nos hot-orogens (Vanderhaeghe, 2009; Martínez Catalán et al., 2014).

Agradecimentos

Este trabalho insere-se nas atividades do Centro de Geologia da UP no Projeto Estratégico - UI 0039 – 2014-PEst-OE/CTE/UI0039/2014 e no projeto PETROCHRON - PTDC/CTE-GIX/112561/2009. Os autores agradecem os comentários construtivos dos dois revisores.

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