Original paper

Quartz-Sillimanite Nodules Within Archean Gneisses of Central-Eastern Brazil

Dallwig, Richard; Hoppe, Andreas; Renger, Friedrich

Abstract

Quartz-sillimanite nodules and layers occur together with concordant amphibolites within the Archean gneisses in the area downstream of Rio Guanhães dam (Minas Gerais, eastern Brazil). The results of geothermometry and barometry indicate higher amphibolite-facies metamorphism for these rocks. The observed nodules and layers contain only quartz and undeformed fibrous aggregates of sillimanite. The gneisses are sillimanite free. Several meter long layers of quartz and sillimanite can be observed. Some nodules are aligned parallel and some diagonal to the gneissic schistosity. Contacts between nodules are rarely seen. The formation of the quartz-sillimanite nodules and layers is attributed to the process of dealkalization. Removal of Na, K, Ca and Mg during the process of mobilization led to the enrichment of Si and Al which favoured the formation of quartz and sillimanite.

Kurzfassung

Im Mündungsgebiet des Rio Guanhães (Minas Gerais, Ostbrasilien) treten in archaischen Gneisen Quarz-Sillimanit-Knollen und -Lagen auf. Amphibolite sind konkordant in die Gneise eingeschaltet. Mit Hilfe einiger Geo-Thermo- und -Barometer ließ sich die Metamorphose der höheren Amphibolitfazies zuordnen. Die beobachteten Knollen und Lagen bestehen fast ausschließlich aus Quarz und undeformiertem, fibrolithischem Sillimanit. Die Gneise sind Sillimanit-frei. Berührungspunkte zwischen den Knollen sind selten. Quarz-Sillimanit-Lagen können viele Meter weit verfolgt werden. Die Knollen sind teilweise perlschnurartig parallel oder diagonal zur Schiefrigkeit der Gneise aufgereiht. Die beschriebenen Bildungen werden interpretiert als das Ergebnis einer De-Alkalisierung. Dabei wurden Alkalien und Erdalkalien mobilisiert und weggeführt. Kieselsäure und Aluminium reicherten sich relativ an, und es bildeten sich Quarz und Sillimanit.

Abstract

Nódulos e camadas de quartzo-sillimanita ocorrem em gnaisses leucocráticos da idade arqueana na região da foz do Rio Guanhães (approx. 210 km NE de Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil). Nesses gnaisses são tambem observadas intercalacões de rochas anfibolíticas. Os nódulos e as camadas são formadas quase que exclusivamente de quartzo e sillimanita fibrosa não deformada. Não foram observadas fibras de sillimanita nos gnaisses. Os nódulos raramente se tocam e se dispõem géralmente em arranjo linear, podendo ser diagonal ou paralelo a foliação dos gnaisses. As camadas de quartzo e sillimanita são por sua vez muito continuas, se extendendo em geral por muitos metros. Os teores de Al e Si, determinados por microsonda eletronicanas hornblendas das intercalacões anfibolíticas, indicam pressões inferiores a 5 kb uma vez que nos gnaisses não ocorre cianita. A paragênese granada + biotita indica temperaturas da ordem de 630 a 660 °C, enquanto que a paragênese hornblenda + plagioclasio aponta para temperaturas tanto da ordem de 550 - 620 ± 50 °C como tambem superiores a 650 °C num regime de pressão inferior a 4 kb. Em geral, as condicões de metamorfismo alcançaram a facies anfibolito alta. Os nódulos e camadas estão sendo interpretados como produtos de uma de-alcalização. Este processo provocou a solubilização parcial dos álcalis bem como dos alcalinos terrosos, resultando no enriquecimento relativo de Si e Al, formando quartzo e sillimanita.

Keywords

quartz-sillimanite nodulesArchean GneissesBrazil