Versão online: http://www.lneg.pt/iedt/unidades/16/paginas/26/30/185 Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 313-317 IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X

Estruturas e fabric magnético no maciço granítico de Lavadores-Madalena Structures and magnetic fabric of Lavadores-Madalena pluton H. Sant’Ovaia1*, M. A. Ribeiro1, H. C. B. Martins1, F. Ferrão1, C. Gomes2, F. Noronha1

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Resumo: O maciço granito pós-tectónico de Lavadores-Madalena, ocorre num sector chave da evolução geodinâmica varisca da Zona de Cisalhamento Porto-Tomar. Dados cartográficos, estruturais e de fabric magnético indicam que os granitos do maciço exibem uma fluência magmática condicionada pela convergência de estruturas de orientação NNW-SSE a N-S com estruturas de orientação WNW-ESE a NW-SE que terão potenciado a localização da raiz do maciço. A geometria do maciço e a geometria da sua foliação magnética são coerentes com a geometria C-S do encaixante metamórfico. Estudos de Anisotropia de Suscetibilidade Magnética e Magnetização Remanescente Isotérmica em granitos do maciço permitem considerar que estes são do tipo “magnetite type”.

Palavras-chave: Estrutura, Fabric magnético, Granito, Magnetite, Varisco. Abstract: The post-tectonic Lavadores-Madalena granite massif occurs in key sector for understanding the geodynamic variscan evolution of Porto-Tomar Shear Zone. Mapping, structural and magnetic fabric data indicate that this massif presents a magmatic flow conditioned by shear deformation. The geometry of the massif and its magnetic foliation fabric are consistent with the C-S geometry of the host rocks. In the studied area, the convergence of NNW-SSE to NS and WNW-ESE to NW-SE structures is materialized. Those convergences of structures have enhanced the root location of the Lavadores-Madalena massif. Studies of Anisotropy of Magnetic Susceptibility and Isothermal Remnant Magnetization of Lavadores-Madalena granite allowed considering it as a "magnetite-type.

Keywords: Structure, Magnetic fabric, Granite, Magnetite, Variscan.

1Centro de Geologia, Universidade do Porto; DGAOT, FCUP. 2CGUC, Departamento de Ciências da Terra, FCT, Universidade de Coimbra. *Autor correspondente / Corresponding author: hsantov@fc.up.pt

1. Introdução

Neste trabalho apresentam-se novos dados cartográficos e estruturais do maciço Lavadores-Madalena e é feita a sua integração com dados de Anisotropia de Suscetibilidade Magnética (ASM) e Magnetização Remanescente Isotérmica (MRI), com o objetivo de contribuir para a esclarecimento da evolução geodinâmica tardi- a pós varisca deste setor do orógeno ibérico.

Os estudos de ASM, num granito, possibilitam uma identificação da mineralogia magnética e uma análise do petrofabric e a sua caraterização em termos de fluxo

magmático e/ou deformação. A MRI consiste na medição da magnetização remanescente no seguimento da aplicação de campos de diferente intensidade, à temperatura ambiente, permitindo a identificação dos minerais ferromagnéticos presentes.

Para complementar o estudo da mineralogia magnética foi realizada petrografia em microscopia de luz transmitida e refletida. Os resultados obtidos foram comparados com os existentes relativos à fácies do granito de Lavadores.

2. Enquadramento geológico

O maciço de Lavadores-Madalena, constituído pelo granito de Lavadores (GL) e granito da Madalena (GM), é um maciço pós-tectónico aflorante no bordo noroeste da Zona Centro Ibérica (ZCI), materializado na Zona de Cisalhamento Porto-Tomar (ZCPT), estrutura regional de orientação geral NNW-SSE e movimentação direita, que se define entre Tomar e a Foz do Douro (Chaminé et al., 2003). Este maciço aflora no litoral NW de Portugal, na praia de Lavadores, concelho de Vila Nova de Gaia com continuidade para SE, na zona norte do distrito de Aveiro, constituindo um corpo estreito (2 a 4 km de largura) e alongado (cerca de 10 km) na direção NW-SE, paralelamente à estruturação regional varisca neste sector da ZCI (e.g. Oliveira, 2009). A SE do maciço, materializando o mesmo alinhamento NW-SE, aflora o granito sintectónico da Junqueira (Valle Aguado et al., 1993; Azevedo & Valle Aguado, 2013).

No bordo SW, o maciço é intrusivo em rochas gnaisso-migmatiticas, metatexíticas e diatexíticas (Ribeiro et al., 2011) atribuídas à Unidade de Lourosa e no bordo NE em micaxistos pertencentes à unidade de Lordelo do Ouro (Chaminé et al., 2003). De acordo com a cartografia geológica publicada a unidade de Lordelo do Ouro é considerada como pertencente ao Complexo Xisto-Grauváquico e à ZCI (Carta Geológica de Portugal; escala 1:200 000, Folha 1, 1989), enquanto a Unidade de Lourosa é atribuída ao bordo NW da Zona de Ossa Morena (Carta Geológica de Portugal, escala 1:500 000, 1992), sendo desde modo o limite entre as duas zonas geotectónicas materializado pelo maciço de Lavadores-Madalena. Mais

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recentemente, a ZCPT foi considerada como o limite oeste do Terreno Ibérico, sofrendo uma inflexão de orientação de NNW-SSE para NW-SE, a norte do Oliveira de Azeméis (Ribeiro, 2013). Segundo outros autores, a ZCPT é uma zona de desligamento direito (strike-slip shear zone) tardia na evolução geodinâmica do Orogeno Varisco (Martínez Catalán et al., 2014).

É evidente pela contextualização exposta que o maciço granítico pós-tectónico de Lavadores-Madalena, datado de 294±3 Ma, é intrusivo num sector chave da evolução geodinâmica varisca.

3. Novos dados cartográficos e estruturais

Apresenta-se na figura 1 o mapa geológico com a cartografia de aspetos estruturais reconhecidos no setor NW do maciço Lavadores-Madalena e no seu encaixante. Ambos são afetados por um corredor de falhas de orientação N-S a N170º, com desligamento direito, em regime frágil, gerando espelhos de falha com estrias sub-horizontais. Algumas destas falhas apresentam preenchimento de quartzo cataclasado e afetam o contorno

do maciço, quer no bordo NE quer no bordo SW (como acontece em Canidelo e em Valadares). Este conjunto de falhas condiciona de forma evidente a topografia do litoral de Gaia. O encaixante de natureza gnaisso-migmatítica, apresenta diatexitos e metatexitos, com bandado composicional de orientação WNW-ESE a NW-SE, com fabric magnético marcado por uma foliação magnética com a mesma orientação (Ribeiro et al., 2011, Gonçalves et al., 2013). As rochas encaixantes do bordo NE apresentam litologia e estrutura similar às do bordo SW, sendo importante realçar a presença de zona de intensa deformação cisalhante dúctil com orientação N100º a 120º, com cinemática direita. A oeste da Afurada uma destas zonas de cisalhamento coincide com o bordo NE do maciço de Lavadores-Madalena, apresentando reativação posterior à intrusão do maciço, com cinemática direita evidente, gerando um fabric C-S, frágil-dúctil no granito pós-tectónico. Os planos C têm orientação N100º a N120º, verticais e os planos S têm orientação N80º a N100º e os megacristais de feldspato apresentam intensa fracturação em dominó com orientação N10º a 30º.

Fig. 1. Mapa geológico da zona estudada com a localização das estações de amostragem. ASM: 1 - Cabedelo; 2 - LV4; 3 - LV3; 4 - Cavadão; 5 - Canelas; 6 - Carvalhos; 7 - Saúde; 8 - Pedroso. Fig. 1. Geological map of the studied area with the sampling sites. ASM sampling sites: 1 - Cabedelo; 2 - LV4; 3 - LV3; 4 - Cavadão; 5 - Canelas; 6 - Carvalhos; 7 - Saúde; 8 - Pedroso.

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4. Material e métodos

A recolha de amostras no GM para estudos de ASM e MRI foi feita em 6 estações de amostragem, estudando-se um total de 73 amostras. Refira-se que no GL já existiam dados de ASM (Machado, 2010). As medições da ASM foram feitas no equipamento KLY-4 Kappabridge existente no CGUP. O fabric magnético é definido pelas lineações magnéticas (paralelas ao maior eixo do elipsoide de ASM, K1) e foliações magnéticas (plano perpendicular ao menor eixo do elipsóide, K3). O parâmetro P% é a razão entre os eixos de suscetibilidade máxima e mínima, representando o grau total de anisotropia. O parâmetro T representa o fator de forma do elipsoide: se -1<T<0 o elipsóide é constrito e se 0<T<1, a o elipsoide é achatado (Jelinek, 1981).

A MRI foi medida num magnetómetro Minispin Molspin e os campos foram aplicados com um magnetizador de pulsos Molspin (na FCTUC), à temperatura ambiente, até um máximo de 1T.

5. Mineralogia do granito da Madalena

O GM é um granito biotítico de grão médio-grosseiro, com textura porfiróide, constituído por: quartzo, ortoclase, plagioclase e biotite como minerais principais; zircão, apatite, moscovite, clorite e opacos (magnetite, ilmenite e hematite) como minerais acessórios. Macroscopicamente, o GM não evidencia orientação preferencial dos minerais, no entanto, foram observadas ao microscópio evidências de deformação a alta temperatura, como kinks nas biotites e forte extinção ondulante no quartzo.

O estudo da mineralogia magnética revelou intercrescimentos de ilmenite e hematite na magnetite. As observações sugerem que as ilmenites se desenvolveram a partir de titanomagnetites e que as hematites surgiram da oxidação da magnetite.

6. Resultados

Os resultados dos estudos de ASM obtidos apresentam-se na Tabela 1 (Ferrão, 2011).

A suscetibilidade magnética média, Km; varia entre 1,55 e 18,37 x 10-3 SI, sendo o valor médio mínimo atribuído à estação “Saúde” e o máximo atribuído à estação “Cabedelo”.

A anisotropia magnética total, P%, varia entre 10% e 50%, sendo o valor mais elevado obtido na estação “Cabedelo”. O parâmetro T é próximo de zero para as amostras de “Canelas” e “Pedroso”; as amostras de “Carvalhos” e “Cavadão” apresentam elipsoides constritos; as restantes amostras apresentam elipsoides fortemente achatados.

O estudo do fabric magnético (Tabela 1 e Fig. 2) indica que as lineações magnéticas são subhorizontais (inclinação ≤ 24º) mergulhando para E/ESE ou para W/WNW, as foliações magnéticas são subverticais (inclinação ≥ 61º S) e com direção E-W a ESE-WNW.

Os resultados da MRI mostram um comportamento magnético distinto para as estações (Tabela 1). As amostras de Canelas, Cavadão e Saúde apresentam valores de MRI1T compreendidos entre 10 e 20 Am-1. As amostras de Pedroso, Carvalhos Cabedelo apresentam valores superiores a 30 Am-1. Todas as amostras saturam para valores de campo aplicado inferiores ou igual a 300 mT.

Tabela 1. Resultados de ASM e MIR. Km: suscetibilidade magnética média em 10-6 SI; P%: grau de anisotropia; T: parâmetro de forma; Dec, Inc: direção, inclinação; E12, E23 e E31: Ângulos de confiança (95%) para os três eixos do elipsoide; MRI1T: magnetização de saturação; N: número de amostras.

Table 1. AMS and MRI data for the sampling sites. Km: mean magnetic susceptibility in 10-6 SI; P%: anisotropy degree; T: shape parameter; Dec, Inc:

declination, inclination; E12, E23 and E31: 95% confidence angles corresponding to the three axes; MRI1T: saturation magnetization; N: number of specimens.

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Fig. 2. Estereogramas do fabric magnético (Rede de Schmidt, hemisfério inferior). 1 - Cabedelo; 2 - LV4; 3 - LV3; 4 - Cavadão; 5 - Canelas; 6 -Carvalhos; 7 - Saúde; 8 - Pedroso. Fig. 2. Stereograms (Schmidt lower hemisphere) of the magnetic fabric. 1 - Cabedelo; 2 - LV4; 3 - LV3; 4 - Cavadão; 5 - Canelas; 6 - Carvalhos; 7 - Saúde; 8 - Pedroso.

7. Discussão e conclusão

O GM está incluído no grupo de granitos que se consideram “magnetite type granites” (Ishihara, 1977) uma vez que apresenta valores de suscetibilidade magnética superiores a 10-3 SI e saturação da MRI para campos inferiores (ou iguais) a 300 mT. A presença de magnetite foi também confirmada na observação realizada ao microscópio metalográfico. Em termos de abundancia de opacos, a ilmenite é mais abundante que a magnetite. Assim, o estudo deste granito torna-o particularmente interessante, dado que apenas o GM e o GL pertencem ao “magnetite type granites”, já que a maioria dos granitos variscos portugueses da ZCI pertencem ao “ilmenite type” (Sant’Ovaia et al., 2013).

Pelas observações de campo pode-se inferir que a estrutura do GM revela um fabric desenvolvido num estado magmático. A observação das microestruturas revelou alguns sinais de deformação a alta temperatura, tais como kinks nas biotites e forte extinção ondulante no quartzo.

Quando comparados os valores da suscetibilidade magnética do GM como o GL, verifica-se que o GM apresenta valores mais baixos, o que reflete a menor

concentração de magnetite e a maior abundancia de ilmenite. Vários fatores podem ser apontados para este facto: embora as duas fácies, GL e GM, sejam provavelmente contemporâneas, durante a instalação da fácies GM, a magnetite terá deixado de ser estável e ter-se-á convertido parcialmente em ilmenite; esta transformação poderá dever-se à diminuição da fugacidade de O2. Esta diminuição da fugacidade de O2 não ocorreu na fácies GL que manteve elevada concentração de magnetite.

Embora a anisotropia magnética seja muito elevada, isto deve-se essencialmente à presença da magnetite (o subfabric da magnetite prevalece sobre o fabric de outros minerais). O diagrama de Jelinek indicou que de um modo geral, as amostras têm elipsoides de ASM com forma achatada ou intermédia.

No GM as lineações magnéticas são subhorizontais e com azimute maioritariamente para E sugerindo a materialização do fluxo magmático nessa direção. As foliações magnéticas são subverticais com direção E-W a ESE-WNW, semelhantes às encontradas no GL. A orientação das foliações magnéticas do maciço é coerente com uma instalação mimética da anisotropia maior do encaixante, num tempo pós orogénico, mas ainda com

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alguma ativação das estruturas cisalhantes. A foliação magnética marca a fluência magmática condicionada pelos últimos episódios cisalhantes. A deformação só é imposta no granito no seu bordo onde o arrefecimento é mais rápido. A geometria do maciço e a geometria da sua foliação magnética são coerentes com a geometria C-S do encaixante, embora registada por processo diferentes: fluxo magmático no interior do maciço, deformação dúctil-frágil no encaixante

Na zona em estudo materializa-se a convergência de estruturas de orientação NNW-SSE a N-S com estruturas de orientação WNW-ESSE a NW-SE (N100º a N130º), materializando cisalhamento direitos dúcteis que se prologam na ZCI, num maciço varisco ígneo e metamórfico designado por cintura metamórfica Porto-Viseu (Valle Aguado & Azevedo, 2006). Nesta convergência de estruturas de diferente orientação e cronologia a orientação N-S a NNW-SSE é sem dúvida a mais tardia.

No GL as lineações magnéticas são subverticais, o que foi interpretado por Martins et al. (2011) como indicativo da presença da raiz de alimentação do maciço, a partir do seu bordo W. A materialização de convergência de estruturas terá potenciado a localização da raiz do maciço de Lavadores-Madalena.

Agradecimentos

Este trabalho foi financiado pelo projeto: PTDC/CTE-GIX/099447/2008 (FCT-Portugal, COMPETE/FEDER) e insere-se nas atividades do Centro de Geologia da UP financiado pelo projeto PEst-OE/CTE/UI0039/2014). Agradecemos os comentários e sugestões pertinentes das professoras Beatriz Valle Aguado e Renata Schmitt.

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