Riolitos neoproterozóicos na região do Cerro do Perau, Caçapava do Sul, RS : reologia e modelo de colocação

Abstract

Os depósitos de fluxo de lavas riolíticas são importantes produtos das manifestações vulcânicas, frequentemente subordinadas a eventos explosivos, cujas principais ocorrências são relacionadas ao vulcanismo vinculado a sistemas de arcos vulcânicos e grandes províncias ígneas. Apesar de sua importância, vários aspectos relacionados à colocação dos fluxos de lavas riolitíticos ainda são enigmáticos. Estudos recentes realizados em fluxos riolíticos modernos sugerem mecanismos de colocação semelhantes às das lavas basálticas, sugerindo um modelo de crescimento mais dinâmico para as lavas ácidas, incluindo complexos sistemas de alimentação a partir de estruturas lobulares. Apesar desses avanços, estudos relacionados ao reconhecimento dessas características em fluxos antigos ainda são raros. Neste trabalho, foi realizado um estudo de um fluxo riolítico de idade Neoproterozoica na área do Cerro do Perau, Caçapava do Sul, RS, integrando trabalhos de campo, petrografia, geoquímica, reologia e paleomagnetismo (anisotropia de suscetibilidade magnética (AMS). A região do Cerro do Perau é constituída por riolitos vinculados à Formação Acampamento Velho da Bacia do Camaquã e representa uma excelente exposição para o estudo dos fluxos de riolitos, com diversos padrões estruturais e texturais vinculados à processos primários de colocação das lavas. Os riolitos são foliados, originalmente hemicristalinos, com baixo conteúdo de cristais e alto teor em sílica, indicando uma colocação como fluxos de obsidiana. A análise estrutural indica a predominância de planos de foliação sub-verticais, incluindo planos axiais de dobras, indicativos de uma região proximal e superior nos fluxos de riolitos. A ausência de lineações sugere uma acomodação predominantemente plana da deformação induzida pelo fluxo, o que é confirmado pela forma dos elipsóides obtidos por ASM. Várias amostras de ASM exibem um alto grau de anisotropia, principalmente relacionado a fábrica oblata e indicativos do desenvolvimento de zonas de alta deformação no fluxo. Os dados geoquímicos mostram altas temperaturas líquidas para os fluxos de lava (acima de 957 ºC), com viscosidades máximas de 8,5 log η (Pa.s) e temperaturas de transição do vidro (Tg) de 750 ºC. A ausência de texturas e estruturas particulados, indicam a ausência de processos rúpteis, sugerindo pouca ou nenhuma movimentação das lavas em temperaturas abaixo da Tg.

Rhyolites compose an important record in the volcanic history of Earth, with main occurrences in volcanic arcs and large igneous provinces, often associated with explosive events. Despite their importance, several aspects related to the emplacement of rhyolite flows are still enigmatic. Recent studies in modern rhyolitic flows imply similar emplacement mechanisms when compared to basaltic lavas, suggesting a more dynamic growth model for silicic flows, including outbreak lobes and outpour structures. Despite these advances, studies related to the recognition of these features in ancient flows are still rare. In this work we perform a multi-proxy study of an ancient (Neoproterozoic) rhyolitic flow combining fieldwork, petrography, geochemistry, rheology and paleomagnetism (anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) analysis). The Cerro do Perau rhyolites (CPO) outcrops close to Caçapava do Sul, RS city and is correlated to Acampamento Velho Formation of the Camaquã Basin. They consist of a excellent exposure for the study of rhyolite flows, presenting partially preserved flow with distinct flow features and folds. CPO flows consists of an originally hemicrystalline, low-crystal and high-silica rhyolite, suggesting its emplacement as an obsidian flow. Structural analysis indicates the predominance of sub-vertical foliation planes, including axial planes of folds, indicative of a proximal (near-vent) and upper regions in rhyolite flows. The absence of lineations suggests a predominantly planar accommodation of flow-induced deformation, which is confirmed by the shape of AMS ellipsoids. Several AMS samples display a high degree of anisotropy, mostly related to an oblate fabric, indicative of the development of high-strain zones in the flow. Geochemistry data show high liquidus temperatures for CPO flows (above 957 ºC), with maximum viscosities of 8.5 log η (Pa.s) and glass transition temperatures (Tg) of 750 ºC. The absence of brittle features suggests little to no displacement below Tg.