Este trabalho descreve detalhadamente a implantação de rotinas experimentais para a determinação das atividades de 238U, 234U e 230Th pela técnica de espectrometria alfa. As melhores condições foram obtidas utilizando-se traçadores de 233U, 232U e 229Th, simulando algumas situações comumente encontradas no processamento de silicatos. A qualidade das determinações foi avaliada efetuando-se testes com os padrões geológicos brasileiros BB-1 (basalto) e GB-1 (granito). O processamento radioquímico consta das seguintes etapas: adição de traçadores radioativos e dissolução das amostras através de digestão ácida, pré-concentração de U e Th por co-precipitação, separação e purificação desses elementos por cromatografia de troca iônica e eletrodeposição em discos de aço inoxidável. Os rendimentos químicos para a determinação de urânio e tório, para ambos os padrões, são da ordem de 60% e 70%, respectivamente. Esta metodologia fornece resultados com elevados níveis de precisão (precisão relativa inferior a 4%) e de exatidão (da ordem de 1%), que são fundamentais para aplicações em estudos petrogenéticos. A espectrometria alfa, juntamente com os métodos de análise por ativação neutrônica e espectrometria gama natural, foram aplicados ao estudo do desequilíbrio radioativo nas rochas vulcânicas da Ilha da Trindade e em um fonólito de Martin Vaz. Com isso, foram determinadas as razões de atividades (234U/238U), (238U/232Th) e (230Th/232Th), como também as atividades dos nuclídeos 234Th, 214Pb, 214Bi, 235U, 228Ac, 212Pb, 212Bi e 208Tl. As análises químicas de elementos maiores e menores, obtidas por meio da técnica de fluorescência de raios X, auxiliaram na interpretação desses resultados. No estudo da série do 232Th, verificou-se que a condição de equilíbrio radioativo foi atingida, indicando que o sistema permaneceu fechado para todos os seus membros nos últimos 40 anos. As rochas mais antigas da ilha (Complexo Trindade e Seqüência Desejado) encontram-se em equilíbrio radioativo secular na série do 238U, conforme esperado. Por outro lado, os resultados da análise das rochas pertencentes aos três últimos episódios vulcânicos (Formação Morro Vermelho, Formação Valado e Vulcão do Paredão) ocorridos em Trindade, mostram que a série do 238U encontra-se em desequilíbrio radioativo entre 230Th e 238U. Além disso, as únicas 3 amostras da Formação Morro Vermelho analisadas por espectrometria gama mostraram desequilíbrio entre 226Ra e 238U. As determinações das razões de atividades (238U/232Th) e (230Th/232Th) permitiram estimar a idade da Formação Morro Vermelho em cerca de 140.000 anos. No caso de Martin Vaz, uma única amostra disponível (fonólito peralcalino) mostrou um forte desequilíbrio entre 226Ra e 238U, o qual foi interpretado como resultante de uma perda substancial de Ra, ocorrida no intervalo de 8.000 e 40 anos atrás. / This work describes the implementation of experimental procedures for alpha spectrometry measurement of 238U, 234U and 230Th activities in silicates. The best experimental conditions were defined using 233U, 232U and 229Th radioactive tracers and simulating the usual conditions found in processing silicates. The chemical procedures consists of the following steps: radioactive tracer addition and sample dissolution by acid digestion, U and Th pre-concentration by co-precipitation, element separation and purification by ion exchange chromatography and electrodeposition in inox steel disks. In order to evaluate its effectiveness, the procedure was applied to the Brazilian geological standards BB-1 (basalt) and GB-1 (granite). The obtained chemical yields for uranium and thorium are of about 60% and 70%, respectively, for both matrices. The described methodology furnishes activity measurements with less than 4% relative precisions and accuracies of about 1%, that are essential for petrogenetic applications. The 238U and 232Th series disequilibrium conditions were investigated by alpha spectrometry, together with neutron activation analysis and natural gamma-ray spectrometry. 234U/238U, 238U/232Th and 230Th/232Th activity ratios and the 234Th, 214Pb, 214Bi, 235U, 228Ac, 212Pb, 212Bi and 208Tl specific activities were obtained. These results were interpreted with the help of additional constraints given by the larger and smaller elements concentrations, measured by X-ray fluorescence. The 232Th series is in secular radioactive equilibrium in all analysed samples. In the case of the 238U series, the equilibrium condition was verified, as expected, in the oldest rocks from the Trindade Island (Trindade Complex and Desejado Sequence). On the other hand, the results show that, in the samples from the last three volcanic episodes in the island (Morro Vermelho Formation, Valado Formation and Vulcão do Paredão), the 230Th and 238U are not in equilibrium. Furthermore the three Morro Vermelho Formation samples analysed by gamma spectrometry showed the disequilibrium between 226Ra and 238U. The obtained (238U/232Th) and (230Th/232Th) activity ratios allowed to estimate a 140,000 y age for the Morro Vermelho Formation. In the case of the Martin Vaz sample (peralkaline phonolite) a strong disequilibrium between 226Ra and 238U was observed, suggesting a substantial loss of 226Ra between 8,000 y and 40 y ago.

Este trabalho descreve detalhadamente a implantação de rotinas experimentais para a determinação das atividades de 238U, 234U e 230Th pela técnica de espectrometria alfa. As melhores condições foram obtidas utilizando-se traçadores de 233U, 232U e 229Th, simulando algumas situações comumente encontradas no processamento de silicatos. A qualidade das determinações foi avaliada efetuando-se testes com os padrões geológicos brasileiros BB-1 (basalto) e GB-1 (granito). O processamento radioquímico consta das seguintes etapas: adição de traçadores radioativos e dissolução das amostras através de digestão ácida, pré-concentração de U e Th por co-precipitação, separação e purificação desses elementos por cromatografia de troca iônica e eletrodeposição em discos de aço inoxidável. Os rendimentos químicos para a determinação de urânio e tório, para ambos os padrões, são da ordem de 60% e 70%, respectivamente. Esta metodologia fornece resultados com elevados níveis de precisão (precisão relativa inferior a 4%) e de exatidão (da ordem de 1%), que são fundamentais para aplicações em estudos petrogenéticos. A espectrometria alfa, juntamente com os métodos de análise por ativação neutrônica e espectrometria gama natural, foram aplicados ao estudo do desequilíbrio radioativo nas rochas vulcânicas da Ilha da Trindade e em um fonólito de Martin Vaz. Com isso, foram determinadas as razões de atividades (234U/238U), (238U/232Th) e (230Th/232Th), como também as atividades dos nuclídeos 234Th, 214Pb, 214Bi, 235U, 228Ac, 212Pb, 212Bi e 208Tl. As análises químicas de elementos maiores e menores, obtidas por meio da técnica de fluorescência de raios X, auxiliaram na interpretação desses resultados. No estudo da série do 232Th, verificou-se que a condição de equilíbrio radioativo foi atingida, indicando que o sistema permaneceu fechado para todos os seus membros nos últimos 40 anos. As rochas mais antigas da ilha (Complexo Trindade e Seqüência Desejado) encontram-se em equilíbrio radioativo secular na série do 238U, conforme esperado. Por outro lado, os resultados da análise das rochas pertencentes aos três últimos episódios vulcânicos (Formação Morro Vermelho, Formação Valado e Vulcão do Paredão) ocorridos em Trindade, mostram que a série do 238U encontra-se em desequilíbrio radioativo entre 230Th e 238U. Além disso, as únicas 3 amostras da Formação Morro Vermelho analisadas por espectrometria gama mostraram desequilíbrio entre 226Ra e 238U. As determinações das razões de atividades (238U/232Th) e (230Th/232Th) permitiram estimar a idade da Formação Morro Vermelho em cerca de 140.000 anos. No caso de Martin Vaz, uma única amostra disponível (fonólito peralcalino) mostrou um forte desequilíbrio entre 226Ra e 238U, o qual foi interpretado como resultante de uma perda substancial de Ra, ocorrida no intervalo de 8.000 e 40 anos atrás. / This work describes the implementation of experimental procedures for alpha spectrometry measurement of 238U, 234U and 230Th activities in silicates. The best experimental conditions were defined using 233U, 232U and 229Th radioactive tracers and simulating the usual conditions found in processing silicates. The chemical procedures consists of the following steps: radioactive tracer addition and sample dissolution by acid digestion, U and Th pre-concentration by co-precipitation, element separation and purification by ion exchange chromatography and electrodeposition in inox steel disks. In order to evaluate its effectiveness, the procedure was applied to the Brazilian geological standards BB-1 (basalt) and GB-1 (granite). The obtained chemical yields for uranium and thorium are of about 60% and 70%, respectively, for both matrices. The described methodology furnishes activity measurements with less than 4% relative precisions and accuracies of about 1%, that are essential for petrogenetic applications. The 238U and 232Th series disequilibrium conditions were investigated by alpha spectrometry, together with neutron activation analysis and natural gamma-ray spectrometry. 234U/238U, 238U/232Th and 230Th/232Th activity ratios and the 234Th, 214Pb, 214Bi, 235U, 228Ac, 212Pb, 212Bi and 208Tl specific activities were obtained. These results were interpreted with the help of additional constraints given by the larger and smaller elements concentrations, measured by X-ray fluorescence. The 232Th series is in secular radioactive equilibrium in all analysed samples. In the case of the 238U series, the equilibrium condition was verified, as expected, in the oldest rocks from the Trindade Island (Trindade Complex and Desejado Sequence). On the other hand, the results show that, in the samples from the last three volcanic episodes in the island (Morro Vermelho Formation, Valado Formation and Vulcão do Paredão), the 230Th and 238U are not in equilibrium. Furthermore the three Morro Vermelho Formation samples analysed by gamma spectrometry showed the disequilibrium between 226Ra and 238U. The obtained (238U/232Th) and (230Th/232Th) activity ratios allowed to estimate a 140,000 y age for the Morro Vermelho Formation. In the case of the Martin Vaz sample (peralkaline phonolite) a strong disequilibrium between 226Ra and 238U was observed, suggesting a substantial loss of 226Ra between 8,000 y and 40 y ago.

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Entre eles, dispõem-se de informações sobre os granitos Seringa, São João, Gogó da Onça, Rio Branco e Gradaús. O Granito Gogó da Onça Granite (GGO) compreende um stock localizado no sudeste de Canaã dos Carajás, composto por biotita-anfibólio granodiorios, biotita-anfibólio monzogranito e biotita-anfibólio sienogranito. Apresenta comportamento geoquímico similar aos granitos anorogênicos de Carajás. É um granito metaluminoso, ferroso do subtipo A2- com caráter reduzido. O comportamento dos elementos traços sugere que suas diferentes fácies são relacionadas por cristalização fracionada. Dados U-Pb SHRIMP em zircão e titanita mostraram que o GGO cristalizou entre ~ 1880 e 1870 Ma. Esse granito mostra contrastes significativos com as suítes Jamon e Velho Guilherme. O GGO é mais parecido com a Serra dos Carajás e com os granitos Seringa e São João, e aos granitos Sherman (mesoproterozóico) dos EUA e o Batólito Suomenniemi (paleoproterozóico) da Finlândia. Novos dados U-Pb SHRIMP para os granitos das suítes Jamon, Serra dos Carajás e Velho Guilherme, e para os granitos Seringa e São João mostraram que esses plutons cristalizaram entre 1880 Ma e 1857 Ma, situando-se o principal pico do magmatismo em cerca de 1880 Ma. As análises em zircão e titanita revelaram ainda idades de ~1900 Ma a ~1920 Ma nas suítes Velho Guilherme e Jamon e no Granito Seringa que representam possivelmente fases cristalizadas precocemente, incorporadas nos pulsos magmáticos dominantes, mais tardios. Também foram obtidas idades mais jovens (~1865 Ma a ~1857 Ma), comparadas aquelas obtidas para as fases menos evoluídas, para leucogranitos que formam stocks tardios nos corpos Bannach e Redenção. Esses dados sustentam a interpretação de que estes leucogranitos foram gerados por pulsos magmáticos independentes e tardios na evolução daqueles corpos, conforme já havia sido proposto por outros autores. Além das idades mencionadas, uma idade de 1732 ± 6 Ma foi obtida na facies de leucogranita do pluton Antônio Vicente da Suite Velho Guilherme, e poderia representar um evento magmático na região do Xingu ainda não relatado ou, eventualmente, poderia corresponder a um evento hidrotermal isolado que permitiu o crescimento de zircões. Além dos dados geocronológicos esses granitos foram analisados por isótopos de Hf, O e alguns plutons por isótopos de Nd. Em geral, os zircões analisados desses granitos têm composição inicial 176Hf/177Hf razoavelmente restrita, variando entre 0,281156 e 0,281384, com valores fortemente negativos εHf(t) variando de -9 a -18 e δ18O homogêneos variando de 5,50 ‰ a 7,00 ‰. Os valores obtidos para o ƐHf(t) nos diferentes granitos analisados são fortemente negativos e coerentes de modo geral com os dados isótopicos de Nd. Na Suíte Serra dos Carajás os valores de ƐHf(t) variam entre -14 a -15,5, na Suíte Jamon entre -9,5 a -15, e na Suíte Velho Guilherme entre -12 a -15, enquanto que os granitos São João, Seringa e Gogó da Onça tendem a apresentar valores mais acentuadamente negativos [ƐHf(t)= -12 a -18]. Apesar dos dados isotópicos serem homogêneos, pequenas variações foram observadas em diferentes plutons de uma mesma suíte e em diferentes fácies de um pluton. Com por exemplo na Suite Jamon, as composições isotópicas são mais variáveis, especialmente nos leucogranitos evoluídos dos plutons Bannach e Redenção, e fontes com contraste no grau de oxidação podem ser desenvolvidas na geração desses leucogranitos. Os dados isotópicos de Hf indicaram fontes crustais paleoarqueanas (3.3Ga 3.6 Ga) com menor contribuição mesoarquena (3,0 Ga a 3,2 Ga) como fontes desses granitos. Essas idades são mais antigas que as idades das rochas Arquenas encaixantes desses granitos, que estão expostas na Província Carajás, e é necessário investigar a presença de crosta arqueana mais antiga em Carajás. As composições de Nd, Hf e O dos granitos paleoprozozóicos da Província de Carajás atestam claramente fonte crustais ígnea arqueanas na origem de seus magmas. As diferenças observadas podem resultar em contrastes nos domínios crustais da Província Carajás que foram a fonte dos granitos ou por processos de contaminação local. / In ca. 1880 Ma an extensive magmatic event generated A-type granites with rapakivi affinity in the Amazonian Craton, especially in the Carajás Province. In this Province these granites are grouped into three main suites according to mineralogy, geochemistry, and state of oxidation of their magmas – Jamon, Velho Guilherme, and Serra dos Carajás – and include also the Gogó da Onça, Seringa, São João, Gradaús, and Rio Branco plutons. The Gogó da Onça Granite (GOG) comprise a stock composed by biotite-amphibole granodiorite, biotiteamphibole monzogranite and amphibole-biotite syenogranite. The GGO crosscut discordantly the Archean country rocks and are not foliated. All Gogó da Onça Granite varieties are metaluminous, ferroan A2-subtype granites with reduced character. The major and trace element behavior suggests that its different facies are related by fractional crystallization. Zircon and titanite U–Pb SHRIMP ages show that the pluton crystallized at ~1880-1870 Ma. This is more akin to the Serra dos Carajás Suite and to the Seringa and São João granites of Carajás and to the Mesoproterozoic Sherman granite of USA and the Paleoproterozoic Suomenniemi Batholith of Finland. New U-Pb SHRIMP data for the Serra dos Carajás, Velho Guilherme and Jamon Suite and for Seringa and São João Granite show that these plutons crystallized between 1880 Ma to 1857 Ma. Some granites of the Velho Guilherme and Jamon suites and of the Seringa Granite presented 1920 to 1900 m. y. old zircon and titanite crystals interpreted here as antecrysts from an earlier pulse of magma that were incorporated in the main later pulse of 1880 Ma. We also obtained ages of 1865 Ma to 1857 Ma in the leucogranite facies of the Redenção and Bannach plutons, which indicate that the leucogranites of these plutons are younger than their ~1880 Ma old granites and were generated by independent magma pulses that are not cogenetic with the less evolved facies of the respective plutons. Besides it, an age of 1732 ± 6 Ma obtained in the leucogranite facies of the Antônio Vicente pluton of the Velho Guilherme Suite that could represent a magmatic event in the Xingu Region not yet reported or, eventually, could correspond to an isolate hydrothermal event that allowed the growth of zircons. This ranites have been also analysed by Lu–Hf and Oxygen isotopes and few granites also by Nd isotopes. Zircons from all the granites have remarkably restricted initial 176Hf/177Hf (0.281156 and 0.281384) and strongly negative εHf(t) values ranging from –9 to -18, and δ18O fairly homogeneous varying from 5.50‰ to 7.00‰. Small differences were observed internally in the plutons or between them. The ƐHf(t) values of the analysed plutons are strongly negative and similar to Nd isotopic data. The Serra dos Carajás Suite has ƐHf(t) values of -14 to -15.5, the Jamon Suite of -9.5 to -15 and values of -12 to -15 for the Velho Guilherme Suite, while São João, Seringa and Gogó da Onça granites have stronger negative values (ƐHf(t)= -12 to -18). Crustal model ages indicate a Paleoarchean source (3.3 Ga to 3.6 Ga) with a minor contribution from Mesoarchean (3.0 Ga to 3.2 Ga) melts for these granites. This model ages are older than the exposed Archean country rocks of the Orosirian granites of the Carajás Province and more investigation is needed to verify the real existence of that older Archean crust. The studied samples have Hf– O isotopic compositions that overlap within error, and evidence of contamination (crustal assimilation or mixing) of a mantle-derived magma cannot be seen. These plutons crystallized from magmas generated by melting of pre-existing igneous rocks with possibly in the Velho Guilherme Suite a minor contribution from a supracrustal (metasedimentary) component. The Nd, Hf, and O isotope compositions of the Paleoproterozoic granites of Carajás Province clearly attest to an igneous ancient crustal source in the origin of their magmas. The differences observed can result for contrasts in the crustal domains of the Carajás Province that were the source of the granites or of local contamination processes.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / En la zona de estudio a 20 km NW del distrito de Bolognesi corresponden a 2 ambientes litológicos diferentes; el principal corresponden a sistemas de fracturas (feeders) emplazadas en un intrusivo monzodiorítico con mineralización terciario superior?; mientras que el otro ambiente se emplaza en los sedimentos alterados de la formación Chimú del Cretáceo inferior y los volcánicos terciarios andesíticos Calipuy, dichas secuencias se encuentran intruidas por Dacitas cuarcíferas sin mineralización (Cerro Wanda). La clasificación de los magmas en la zona de estudio se ha realizado a partir de análisis geoquímicos en elementos mayores y elementos trazas (16 muestras representativas) las cuales muestran que estas rocas son de diferente composición química, profundidad de asimilación, enriquecimiento de determinados elementos, etc. En base la caracterización geoquímica de los eventos ígneos presentados por el stock monzodiorítico, diques andesíticos, lavas andesíticas, stock dacíticos y diques dacíticos se concluyen que son de ambiente de geotectónico de arco volcánico en zonas de subducción. Las rocas monzodioríticas es de más antigüedad la que presenta mayor grado de oxidación proveniente de magmas húmedos por tanto mayor fluidos hidrotermales para alterar la roca, por lo que se asume que este intrusivo es el responsable de la generación y liberación de fluidos relacionados a la mineralización de la zona de estudio. La monzodiorita presenta mayor circulación de fluidos hidrotermales según los diagramas geoquímicos y presenta una buena distribución en el ploteo de muestras de rocas ígneas obtenidas en los diagramas geoquímicos. Las relación entre mineralización hidrotermal y magmas hidratados, se establece a partir de la fugacidad de oxígeno, en el presente trabajo es relacionada a las anomalías del diagrama geoquímico de U-Th. Por tanto se recomienda realizar este tipo de investigación básica en el futuro añadiendo información geoquímica preliminar e interpretación de los diagramas como herramienta para determinar nuevos targets a nivel regional en las diferentes zonas de los proyectos. / Tesis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na avaliação da maturidade de horizontes geradores e da história térmica de uma bacia com registro de atividade magmática é preciso considerar o efeito térmico imposto pela intrusão de corpos ígneos, como diques e soleiras. Dessa maneira, foi realizada a análise numérica transiente, pelo método de diferenças finitas, do fluxo térmico por condução provocado pela intrusão das soleiras básicas cretáceas nos horizontes geradores do Membro Assistência, Formação Irati, Bacia do Paraná. Esta análise, por sua vez, viabilizou a modelagem do parâmetro de reflectância da vitrinita nos estratos de folhelhos adjacentes às soleiras. Para tanto, foram utilizados os dados de seção de três poços, os quais registram espessuras de soleiras de até 4 m, e um poço com uma soleira de 27 m de espessura. Os poços localizam-se na porção sudeste da bacia. Na simulação numérica, foi considerado o processo de solidificação do magma ou de cristalização das suas fases minerais. A modelagem de reflectância da vitrinita baseou-se em um modelo pré-concebido da história térmica da Formação Irati, sendo os resultados desta simulação de maturidade do querogênio obtidos através do uso do programa EASY%Ro. Considerando-se os erros embutidos no modelo numérico e na discretização da história térmica dos estratos estudados, foram obtidos valores modelados de reflectância da vitrinita similares aos valores medidos nos poços pelo método tradicional. Somente no caso da seção com a soleira de 27 m de espessura houve uma grande diferença entre estes valores. Contudo, o alto coeficiente de correlação (0,95) entre estes possibilita a correção do efeito da espessura da soleira em análises futuras. Assim, a análise numérica simulou o halo térmico da soleira, caracterizado, segundo os dados de modelagem de refletância da vitrinita, por uma faixa acima e abaixo da soleira com espessura equivalente à espessura da soleira encaixada nos estratos geradores da Formação Irati. Essa metodologia de avaliação propicia um estudo preditivo das condições de maturidade de horizontes geradores em bacias ou áreas com magmatismo intrusivo, nas quais as análises do parâmetro de reflectância da vitrinita sejam ausentes ou escassas. / To evaluate the thermal maturity and thermal history of source rocks in basins with magmatic activity it is important to consider the thermal effects imposed by igneous intrusions, such as sills and dykes. This work uses the finite difference method for such evaluation, with the transient numerical analysis of heat conduction from Cretaceous diabase sills intruded into the source rocks of the Assistência Member, Irati Formation, Paraná Basin. This analysis has permitted modeling vitrinite reflectance of the shale strata adjacent to the sills. The data of four wells are used from the southeastern portion of the basin, with diabase thicknesses, respectively, of 1m, 2 m, 4 m and 27 m. The numerical simulation includes the process of magma solidification or mineral phase crystallization. The vitrinite reflectance modeling followed a pre-established thermal history of the Irati Formation, using the EASY%Ro program to simulate kerogen maturity levels. Considering the errors built into the numerical model and the thermal history discretisation of studied strata, the acquired values of modeled vitrinite reflectance closely resembled well data analyzed by the traditional method. Major discrepancies were observed in the case of the well containing a sill 27 m thick, but even in this case the high correlation coefficient (0,95) between the measured and calculated values is expected to permit correction of the sill thickness effect in future studies. The numerical analysis correctly simulated the thermal halo induced by sill emplacement, enabling vitrinite reflectance modeling to characterize it as a zone extending both above and below the sill with thicknesses similar to that of the sills. This evaluation methodology contributes to a predictive study of the maturity conditions of source rocks within basins or areas with intrusive magmatism where analysis of the vitrinite reflectance parameter are sporadic or absent.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na avaliação da maturidade de horizontes geradores e da história térmica de uma bacia com registro de atividade magmática é preciso considerar o efeito térmico imposto pela intrusão de corpos ígneos, como diques e soleiras. Dessa maneira, foi realizada a análise numérica transiente, pelo método de diferenças finitas, do fluxo térmico por condução provocado pela intrusão das soleiras básicas cretáceas nos horizontes geradores do Membro Assistência, Formação Irati, Bacia do Paraná. Esta análise, por sua vez, viabilizou a modelagem do parâmetro de reflectância da vitrinita nos estratos de folhelhos adjacentes às soleiras. Para tanto, foram utilizados os dados de seção de três poços, os quais registram espessuras de soleiras de até 4 m, e um poço com uma soleira de 27 m de espessura. Os poços localizam-se na porção sudeste da bacia. Na simulação numérica, foi considerado o processo de solidificação do magma ou de cristalização das suas fases minerais. A modelagem de reflectância da vitrinita baseou-se em um modelo pré-concebido da história térmica da Formação Irati, sendo os resultados desta simulação de maturidade do querogênio obtidos através do uso do programa EASY%Ro. Considerando-se os erros embutidos no modelo numérico e na discretização da história térmica dos estratos estudados, foram obtidos valores modelados de reflectância da vitrinita similares aos valores medidos nos poços pelo método tradicional. Somente no caso da seção com a soleira de 27 m de espessura houve uma grande diferença entre estes valores. Contudo, o alto coeficiente de correlação (0,95) entre estes possibilita a correção do efeito da espessura da soleira em análises futuras. Assim, a análise numérica simulou o halo térmico da soleira, caracterizado, segundo os dados de modelagem de refletância da vitrinita, por uma faixa acima e abaixo da soleira com espessura equivalente à espessura da soleira encaixada nos estratos geradores da Formação Irati. Essa metodologia de avaliação propicia um estudo preditivo das condições de maturidade de horizontes geradores em bacias ou áreas com magmatismo intrusivo, nas quais as análises do parâmetro de reflectância da vitrinita sejam ausentes ou escassas. / To evaluate the thermal maturity and thermal history of source rocks in basins with magmatic activity it is important to consider the thermal effects imposed by igneous intrusions, such as sills and dykes. This work uses the finite difference method for such evaluation, with the transient numerical analysis of heat conduction from Cretaceous diabase sills intruded into the source rocks of the Assistência Member, Irati Formation, Paraná Basin. This analysis has permitted modeling vitrinite reflectance of the shale strata adjacent to the sills. The data of four wells are used from the southeastern portion of the basin, with diabase thicknesses, respectively, of 1m, 2 m, 4 m and 27 m. The numerical simulation includes the process of magma solidification or mineral phase crystallization. The vitrinite reflectance modeling followed a pre-established thermal history of the Irati Formation, using the EASY%Ro program to simulate kerogen maturity levels. Considering the errors built into the numerical model and the thermal history discretisation of studied strata, the acquired values of modeled vitrinite reflectance closely resembled well data analyzed by the traditional method. Major discrepancies were observed in the case of the well containing a sill 27 m thick, but even in this case the high correlation coefficient (0,95) between the measured and calculated values is expected to permit correction of the sill thickness effect in future studies. The numerical analysis correctly simulated the thermal halo induced by sill emplacement, enabling vitrinite reflectance modeling to characterize it as a zone extending both above and below the sill with thicknesses similar to that of the sills. This evaluation methodology contributes to a predictive study of the maturity conditions of source rocks within basins or areas with intrusive magmatism where analysis of the vitrinite reflectance parameter are sporadic or absent.

Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE / The studied acid metavolcanic rocks outcrop at Estrada Real, Rio de Contas (BA), SW of Bahia State. Those rocks represent the Novo Horizonte Formation, basal portion of Rio dos Remédios Group (Espinhaço Supergroup) and are associated to development of sin-rift phase at Oriental Espinhaço basin, at Chapada Diamantina. The methodology used to make this work consisted of fieldstrip, petrography and geochemistry. Twenty-one samples have selected to petrographic analyses and ten to whole rock chemical analyses. The rocks show grey to dark-grey color, are aphanitic and show incipient to well-marked foliation. Petrographically, the rocks present porphyroblastic, lepidoblastic and blast-porphyritic textures. The mineralogy consists of quartz blasto-porphyries, andaluzite and kyanite porphyroblasts, garnet pseudomorphs, feldspars, biotite, muscovite, sericite, chlorite, epidote, monazite, zircon and opaque minerals immersed in a quartz-feldspar matrix. The trace elements spiderdiagram shows enrichment of LILEs in relation to HFSEs. The negative anomalies of Sr, P, Nb-Ta and Ti are notable. The distribution patterns of the Rare Earth Elements show enrichment in ETRL in relation to ETRP and negative anomaly in Eu. It suggests the formation of these rocks in a continental rift environment, from a mantle previously modified by subduction. / As rochas metavulcânicas ácidas estudadas afloram na Estrada Real, Rio de Contas (BA), sudoeste do Estado da Bahia. Estas rochas representam a Formação Novo Horizonte, porção basal do Grupo Rio dos Remédios (Supergrupo Espinhaço) e estão associados ao desenvolvimento da fase sin-rifte na Bacia Espinhaço Oriental, na Chapada Diamantina. A metodologia utilizada para a realização deste estudo consistiu no trabalho de campo, petrografia e geoquímica. Vinte e uma amostras foram selecionadas para análise petrográfica e sete amostras para análise química de rocha total. As rochas possuem tonalidade cinza a cinza escuro, são afaníticas e apresentam foliação incipiente a bem marcada. Petrograficamente, apresentam textura porfiroblástica, lepidoblástica e blasto-porfirítica. A mineralogia é constituída por blasto-pórfiros de quartzo, porfiroblastos de andaluzita e cianita, pseudomorfos de granada, feldspatos, biotita, muscovita, sericita, clorita, epidoto, monazita, zircão e minerais opacos imersos em uma matriz quartzo-feldspática. As metavulcânicas foram classificadas como riolitos. O diagrama multi-elementar de elementos-traço mostra enriquecimento de LILEs em relação aos HFSEs. As anomalias negativas de Sr, P, Nb-Ta e Ti são notáveis. Os padrões de distribuição dos Elementos Terras Raras evidenciam enriquecimento em ETRL em relação aos ETRP e anomalia negativa de Eu. A formação dessas rochas em um ambiente de rifte continental é sugerida, a partir de um manto previamente modificado por subducção.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_PetrologiaGranitosAlcalinos.pdf: 11144394 bytes, checksum: ed03b2e5b6fb1e7fed8817728f450ef5 (MD5) Previous issue date: 2000-11-23 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os depósitos minerais ocorrentes na mina Pitinga relacionam-se aos granitos Proterozóicos Água Boa e Madeira, os quais são intrusivos em rochas vulcânicas ácidas do Grupo Iricoumé, de idade 207Pb/206Pb de 1888 ± 3 Ma. O granito Madeira é composto por quatro fácies. As facies precoces são um anfibólio-biotita-sienogranito porfirítico metaluminoso, localmente com textura rapakivi, que mostra idade 207Pb/206Pb de 1824 ± 2 Ma, e biotita-feldspato alcalino-granito equigranular peraluminoso, com idade 207Pb/206Pb de 1822 ± 1 Ma. As fácies tardias são um feldspato alcalino-granito hipersolvus porfirítico (FAGHP) com afinidades peralcalinas e idade 207Pb/206Pb de 1818 ± 2 Ma, e um albita-granito subsolvus. As relações de campo indicam que essas duas unidades interagiram e foram colocadas simultaneamente, admitindo-se para o albita-granito uma idade similar à do granito hipersolvus. O albita-granito (ABG) é composto por duas fácies. A fácies predominante é de cor acinzentada, peralcalina, denominada albita-granito de núcleo (ABGn). O ABGn é composto essencialmente por albita, quartzo, feldspato potássico e, subordinadamente, por criolita, zircão, polilitionita, riebeckita, pirocloro, mica escura rica em Fe, cassiterita e magnetita. As proporções modais das fases essenciais são aproximadamente equivalentes, sugerindo a cristalização do ABGn a partir de um líquido de composição cotética ou mínima. A origem magmática também é indicada por texturas microscópicas do tipo snowball, pela presença local de texturas de fluxo e pela sua expressiva homogeneidade geoquímica. O ABGn transiciona para uma rocha avermelhada, geoquimicamente peraluminosa, definida como albita-granito de borda (ABGb), que ocorre ao longo dos contatos do ABG com as rochas encaixantes. O ABGb é formado essencialmente por quartzo, feldspato potássico e albita, com fluorita, zircão, clorita, cassiterita, hematita e columbita. As proporções modais das fases essenciais são dispersas, com crescimento, em relação ao ABGn, no conteúdo de quartzo e redução no de albita. O ABGb é interpretado como originado por autometassomatismo do ABGn, que teve a sua mineralogia peralcalina modificada por ação de fluidos residuais. Evidências texturais indicativas de dissolução de fases primárias, formando cavidades preenchidas por fases tardias, bem como a substituição de criolita, micas e pirocloro apoiam essa interpretação. As análises por microssonda eletrônica indicam que as composições dos feldspatos do ABGn aproximam-se das dos termos finais albita e ortoclásio. Os feldspatos potássicos (Or —98%) não são pertíticos e apresentam altos teores de Rb2O (-2%) e Fe2O3 (-0,6%). As albitas (Ab —99%) mostram teores anomalamente altos de Fe2O3 (-1%) e relativamente baixos de Al2O3. Essas características composicionais indicam: (1) baixas temperaturas de cristalização para o ABGn, provavelmente inferiores a 500°C; (2) deficiência em Al2O3 no líquido a partir do qual o ABGn cristalizou. São reconhecidos dois tipos de micas no ABGb. As mais abundantes são Zn-Rb-polilitionitas, enquanto o segundo tipo é definido por micas com altos Fe, Zn, F, Rb e Li. Estas últimas apresentam Fe3+ como componente tetraédrico e baixos teores de Al2O3, sendo provisoriamente classificadas como micas tetraferríferas litiníferas (MTL). A ocorrência de mineralizações de Sn e metais raros e as composições químicas mostradas pelas micas e feldspatos, indicam que o líquido gerador do ABGn era geoquimicamente similar aos dos formadores de sistemas pegmatíticos portadores de metais raros. Os elevados teores de Fe2O3 dos feldspatos e MTLs, além da presença de magnetita, indicam que o ABG cristalizou sob condições de Fo2- relativamente elevada (~NNO). O ABGn apresenta teores muito elevados de F, Na2O, Sn, Nb, Zr, U, Th, Zn, Li e Rb, além de teores muito baixos ou nulos de CaO, MgO, TiO2, P2O5, Ba e Sr. Os valores extremos das razões K/Rb e Rb/Sr refletem o grau de fracionamento muito avançado do líquido a partir do qual o ABG cristalizou. Os padrões em "asa de gaivota" dos ETR, além das baixas razões LaN/YbN, indicam a forte influência do F durante a evolução magmática do ABGn. Os ETR mostram, internamente, se arranjam em "tetrads", indicando que seus mecanismos de fracionamento e distribuição foram controlados por processos similares aos ocorrentes em sistemas graníticos muito evoluídos. Os isótopos de Nd indicam protólitos paleoproterozóicos crustais para as fácies precoces do granito Madeira, que apresentam valores de εNd ligeiramente negativos. As amostras do ABGn e uma amostra do FAGHP apresentam valores baixos, porém positivos de εNd. Estes dados podem ser interpretados como: (1) indicando que o ABG e o FAGHP têm fontes distintas daquelas das fácies precedentes; (2) que o sistema isotópico Sm-Nd do ABG e do FAGHP foi perturbado. Finalmente, um desvio no sentido de valores de εNd extremamente negativos é mostrado pelas amostras do ABGb e por uma amostra hidrotermalizada do FAGHP . Isso demostra que os processos hidrotermais que afetaram o ABGb e, localmente, o FAGHP , causaram profundas perturbações no sistema isotópico Sm-Nd dessas rochas. O modelo petrogenético adotado, baseado em experimentos realizados no sistema albita-granito – H2O - HF a 1 Kbar, sugere que o ABG foi originado a partir de líquidos residuais derivados de magmas inicialmente ricos em F e empobrecidos em MgO, TiO2 e principalmente CaO. A concentração de F nos líquidos finais rebaixa fortemente a viscosidade, densidade e o solidus do sistema, causando uma também extrema diferenciação desses líquidos, que passam a ter uma composição similar a de pegmatitos enriquecidos em metais raros. O aumento do teor de H2O com o avanço da cristalização leva a separação de fluídos aquosos, responsáveis pela formação das rochas dos níveis pegmatíticos no interior do ABG, enquanto a fase residual rica em F geraria os bolsões e veios de criolita maciça associados a eles. / The mineral deposits of the Pitinga mine are related to the Proterozoic Água Boa and Madeira granites. Both are intrusive in the 1888 ± 3 Ma old acid volcanic rocks of the lricoumé Group. The Madeira Granite is composed by four facies, which emplacement sequence was inferred from its field relationships. The early facies is an 1824 ± 2 Ma old, porphyritic, metaluminous amphibole biotite syenogranite, which locally shows rapakivi texture. This facies is followed by an 1822 ± 1 Ma old, equigranular, peraluminous alkali feldspar biotite gravite. The two late facies are an 1818 ± 2 Ma old porphyritic, hypersolvus, alkali feldspar grafite and subsolvus albite gravite. Contact relationships indicate that the liquids forming these two late phases coexisted during the magmatic stage. This implies that they were emplaced almost simultaneously and also that the albite gravite and the hypersolvus grafite have a similar age. The albite gravite is composed by two facies. The dominant is a gray, peralkaline core facies (CAbG), which is composed essentially by albite, quartz and K-feldspar, accompanied by cryolite, zircon, polylithionite, riebeckite, Li-Fe mica, cassiterite, pyrochlore and magnetite. The modal proportions of the essential phases are similar, suggesting a magmatic origin for the CAbG and a cotectic or near minimum composition for its melt. Other features indicating a magmatic origin for the CAbG are: (1) the common occurrence of microscopic snowball textures; (2) it's petrographic and geochemical homogeneous character; (3) local presence of associated rocks with fluidal or pegmatitic textures. The CAbG is transitional to a reddish, peraluminous border facies (BAbG), found along the contacts of the albite with the early facies of the Madeira Granite. The BAbG is composed by albite, quartz and K-feldspar, with subordinate amounts of fluorite, zircon, chlorite, cassiterite, hematite, and columbite. The BAbG modal proportions of the essential phases are more variable and it has higher quartz and lower albite modal contents compared with the CAbG. The BAbG was originated by the autometasomatic alteration of the CAbG. The fluids involved in this process had a strongly oxidizing character and associated chemical changes destabilized the peralkaline mineralogy of the CAbG as evidenced by the replacement of cryolite, micas, pyrochlore and riebeckite. EMPA analyses indicate that the feldspars of the CAbG have near end-member compositions. The K-feldspars (Or —98%) are not perthitic and show high contents of Rb20 (-2%) and Fe2O3 (-0.6%), while the albites (Ab —99%) show anomalously high Fe2O3 (-1%) and relatively low Al2O3. These compositional characteristics indicate: a final crystallization temperature around 500°C or lower for the CAbG; the Al2O3 depleted character of the CAbG melt. Two micas were identified in the CAbG, both showing extremely low K/Rb ratios and high contents of Fe, Zn e Li. The more abundant is a Zn-Rb-polylithionite and the other is dark, Fe-Li mica with high Zn, F and Rb contents. The latter is relatively impoverished in Al2O3 and has Fe in tetrahedral positions, being tentatively classified as a tetra-ferri-Li mica. The unusual chemical compositions of micas and feldspars, as weli as the associated Sn, Nb, Zr, F, mineralization indicate that the CAbG derived from a melt that was geochemically similar to those forming fractionated, rare metal NYF pegmatites. The high Fe2O3 in feldspars and high Fe2O3/FeO in the dark mica, besides the presence of magnetite in the CAbG, suggests that it crystallized under relatively oxidizing conditions (-NINO). The CAbG shows very high contents of F, Na2O, Sn, Nb, Zr, U, Th, Zn, Li and Rb, and low CaO, MgO, TiO2, P2O5, Ba, and Sr. K/Rb and Rb/Sr ratios display extreme values, demonstrating the advanced fractionation of the liquid that originates the CAbG. The gullwing-shaped REE patterns and very low LaN/YbN ratios indicate the strong influence of F during magmatic evolution. The REE are distributed as M-type tetrads, showing that the fractionation mechanisms and the distribution of the REE's were controlled by processes similar to those observed in rare metal-bearing, evolved granitic systems. The Nd isotopes indicate crustal Paleoproterozoic protholiths for the two early facies of the Madeira Granite, which shows slightly negative εNd values. The CAbG and one sample of the hypersolvus grafite show low, positive εNd values. These data can be interpreted as indicating that: (1) the albite granite and the hypersolvus grafite have a protholith which is distinct from that of the earlier facies of the Madeira Granite; (2) both group of rocks derived from a same protholith but the Sm-Nd isotopic system of the albite granite and hypersolvus grafite was disturbed. Ali analyzed samples of the BAbG and an oxidized sample of the hypersolvus grafite shows strongly negative and scattered εNd values. This suggests that the hydrothermal processes that affected these rocks were able to strongly disturb their Nd isotopic system. The adopted petrogenetic nnodel, based on experiments on the system albite grafite -H20 - HF at 1 Kbar, suggests that the albite granite was originated from residual liquids derived from pristine F-rich, MgO-, TiO2--, CaO-depleted magmas. The very high F contents of the residual liquids strongly depressed the viscosity, density and the solidus of the system. This permitted a extreme fractionation of the melt, which evolved in a temperature interval coincident with those of pegmatitic processes. Due to the increase of the H2O contents in the residual liquid in the inner portions of the albite grafite, water saturation was attained and an aqueous fluids was segregated allowing the formation of pegmatitic rocks, while the F-rich residual melt phase generated the veins and pods of massive cryolite.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Relaciona las características mineralógicas, petrográficas y geoquímicas de los diferentes intrusivos con las diferentes venillas reconocidas. En base al logueo paragenético se identificó 15 tipos de venillas clasificadas desde el Tipo 1 al Tipo 15 según sus ensambles mineralógicos, los cuales se agruparon en tres eventos (pre mineralización, mineralización principal y post mineralización). Los intrusivos y stocks porfiríticos muestran un enriquecimiento progresivo de tierras raras livianas (LREE) y un empobrecimiento en tierras raras pesadas (HREE), lo que nos sugiere el paso de una corteza dominada por clinopiroxenos a una corteza dominada por anfíbol. El plutón precursor está conformado por cuarzodiorita y tonalita. La cuarzodiorita no generó venillas comportándose como roca hospedante mientras que la tonalita sólo presenta venillas de cuarzo con halo de feldespato potásico (cz//FPKs). El plutón parental de textura y composición pórfido tonalítico presenta todos los tipos de venillas reconocidos, siendo aparentemente el generador de venillas de FPKs, cz±mb,ab-epi, cz//FPKs, cz, cz-mb, anh (Tipo 1 hasta Tipo 7), estas venillas representan la alteración potásica las cuales están relacionadas a mineralización esporádica de molibdeno. El emplazamiento del plutón parental en una secuencia calcárea generó un ensamble típico de skarn el cual, a raíz del posterior enfriamiento del sistema desarrolló un típico ensamble retrogrado: epi-CLOs-mt-py-cpy (Tipo 9 hasta Tipo 12). Cortando al pórfido tonalítico (plutón parental) se observa una brecha magmática hidrotermal mineralizada. El pórfido dacítico 2 (stock porfirítico tardimineral) hospeda venillas de cz-cac-esf (Tipo 15, la más tardía del sistema) y presenta un patrón de tierras raras irregular por diferenciación magmática, (ratio de Sm/Yb 2.5 y 3). El último evento magmático está representado por diques dacíticos de textura porfirítica y matriz mico cristalina con alteración propilítica. Los resultados de datación por el método U/Pb en zircón, reporta para el pórfido tonalitico (plutón parental) una edad de 34.23±0.20 Ma.; Pórfido dacítico 1, 33.68±0.21 Ma, y para la dique dacítico post mineral 33.71±0.36 Ma. Estas edades correlacionan con la edad de mineralización en el batolito Andahuaylas-Yauri (Eoceno superior-Oligoceno temprano). Finalmente, en base a los resultados obtenidos en el presente estudio, se recomienda explorar en las quebradas con mayor incisión para identificar el intrusivo responsable de las venillas de cz-cpy (Tipo 13). Así mismo para explorar por yacimientos tipo pórfido se debe trabajar al norte de la Falla regional Paraíso buscando la intersección de los sistemas de fallas con dirección NO-SE y NNE-SSO. / Tesis