Geochemical and structural characterization of the Cruzeiro do Sul Granodiorite: neoproterozoic post-collisional shoshonitic magmatism within transcurrent shear zone, Quitéria region, Southernmost Brazil

Abstract

The Cruzeiro do Sul Granodiorite is located in the Eastern portion of the Sul-rio-grandense shield. It forms one ENE-WSW elongate body of approximately 4 km² within a sinistral strike slip shear zone. The rocks were originally considered as part of the Arroio dos Ratos Complex, but they were recently mapped as a separate unit because igneous textures are widely preserved and they are intrusive in the gneissis complex rocks. The Cruzeiro do Sul Granodiorite is thus a porphyritic horblende-biotite granodiorite in a mafic-rich (M’ ~ 20), medium-grained matrix. The magmatic foliation is marked by the shape alignment of feldspar megacrystals and mafic min-erals. A solid-state, mylonitic structure is well-developed mainly near the contacts. Leucocratic veins are found both concordant and discordant to the main foliation, and they may give rise to a composite banding within high-strain zones, together with elongate mafic microgranular enclaves and synplutonic dykes of tonalitic to dioritic composition. The mylonitic foliation trends EW to ENE-WSW with medium to steep dip, and contains a shallow plunging stretching lineation, which indicates a transcurrent kinematic for this shear zone. Structural evidences, such as the parallelism and progressive evolution of mylonitic foliation relative to the magmatic one, as well as the elongated form of granodioritic bodies and the concordant character of planar structures with the ENE shear zone, are inter-preted as an indication of syntectonic emplacement. Moreover, the absence of metamorphic foliation reworked by mylonitic shows that the Cruzeiro do Sul Granodiorite registers only one phase of deformation, which would have occurred during their emplacement. Thus, we have concluded that the Cruzeiro do Sul Granodiorite has no relation with the EW transversal event, and low dip angle responsible for the deformation of Arroio dos Ratos Complex, but is linked to the transcurrent event of Dorsal de Canguçu Shear Zone. The struc-tural and compositional features of Cruzeiro do Sul Granodiorite magmatism are consistent with its post-collisional character, and the shoshonitic affinity is given by its high Sr contents, regular rare earth element chondrite-normalized patterns and the abundance of light rare earth regarding the heavy rare earth elements. Patterns of trace elements with enrichment in Ba and Rb, and impoverishment of High-Field Strength in relation to Large Ion Lithophile Elements is also an important feature of the rocks of shoshonitic affinity. Their medium- to high-K content, and metaluminous to slightly peraluminous characters are possibly indicative of some crustal contamina-tion during their differentiation. The conditions of P and T, calculated with the geobarometer Alt-Hb and Plg-Hb thermobarometer were estimated at about 4.3 to 5.3 kbars and crystallization temperatures on the order of 720 to 760°C. The feldspar microstructures suggest deformation temperatures consistent with the amphibolite facies.O Granodiorito Cruzeiro do Sul localiza-se na porção leste do escudo Sul-rio-grandense e ocorre como um corpo de aproximadamente 4 km², alongado na direção ENE-WSW, controlado por uma zona de cisalhamento transcorrente sinistral. Esta unidade foi desmembrada do Complexo Arroio dos Ratos por constituir corpos mapeáveis intrusivos no mesmo, que preservam suas características primárias. Este granitoide compreende hornblenda-biotita granodioritos ricos em máficos (M’~ 20), possui foliação magmática marcada pelo alinhamento dimensional dos feldspatos e mine-rais máficos, com um importante componente milonítico, principalmente próximo aos contatos. Veios leucograníticos concordantes e discordantes são comuns e, em zonas de mais alta deformação, geram um bandamento composto juntamente com enclaves microgranulares máficos alongados e diques sinplutônicos de composição diorítica a tona-lítica paralelos à foliação. A foliação milonítica é paralela à primária, com direção EW a ENE-WSW e médio a alto ângulo de mergulho, contendo lineação de estiramento de baixo caimento para W e WSW, indicando-se a cinemática transcorrente da zona de cisalhamento. O sentido de movimento sinistral desta zona é confirmado por diversos indi-cadores cinemáticos de escalas meso e microscópica, e as microestruturas desenvolvidas sobre os feldspatos indicam temperaturas de deformação compatíveis com as da fácies anfibolito. A forma alongada dos corpos paralelamente à zona de transcorrência, a concordância e a progressão da foliação magmática em relação à milonítica, ambas paralelas aos limites das intrusões, são evidências estruturais de seu caráter sintectônico. Por outro lado, a ausência de foliação metamórfica retrabalhada pela milonítica permite concluir que o granitoide estudado registra apenas uma fase de deformação, que teria ocorrido durante o seu posicionamento, descartando sua relação com o evento transversal de direção EW e baixo ângulo de mergulho responsável pela deformação do Complexo Arroio dos Ratos e vinculando--o ao evento de transcorrência da Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu. As características composicionais são consistentes com o caráter pós-colisional do magmatismo, e a afinidade shoshonítica é revelada pelos altos teores de Sr, pelo comportamento linear e homogêneo dos elementos terras raras e pela abundância dos elementos terras raras leves em relação aos elementos terras raras pesados. Os padrões de elementos traço, com enriquecimento em Ba e Rb e empobrecimento dos HFS (High Field Strength Elements) em relação aos LILE (Large Ion Lithophile Elements), bem como seu caráter metaluminoso, também são importantes características que marcam sua afinidade shoshonítica. As condições de P e T, calculadas a partir do geobarômetro Alt-Hb e do termobarômetro Plg-Hb, são estimadas em cerca de 4,3 a 5,3 kbars e temperaturas de cristalização na ordem de 720 a 760°C.São Paul