A região das Minas do Camaquã é parte constituinte da Bacia do Camaquã, a qual possui direção NE-NW e é preenchida por sedimentos siliciclásticos intercalados com rochas vulcânicas. A clorita é o argilomineral mais abundante na área, ocorrendo em grande quantidade nos halos de alteração hidrotermal presentes nas rochas encaixantes das mineralizações. O presente trabalho consiste na caracterização petrológica, química e estrutural das cloritas, que fornecem importantes informações sobre diferentes processos e condições de formação do ambiente hidrotermal. Para isso se realizou petrografia óptica, difratometria de raios X, modelamento dos difratogramas através do programa Reynolds Newmod©, e microscopia eletrônica de varredura em amostras representativas de diferentes zonas de alteração hidrotermal identificadas. As cloritas se apresentam com três diferentes tendências: A Clorita I ocorre com aspecto pervasivo sobre a matriz das rochas localizadas próximo aos filões mineralizados. É classificada como Fe-clinocloro, apresenta na fração <1μm predominância do polítipo IIb e um enriquecimento em Mg2+ e na fração <10μm predominância do politipo Ib (900) e enriquecimento em Fe2+; a Clorita II ocorre como veios preenchendo pequenas fraturas. É classificada como Chamosita e apresenta polítipo estrutural IIb; e a Clorita III ocorre alterando minerais detríticos sendo classificada como Mg-chamosita. A variação na quantidade de ferro das cloritas geradas por processos hidrotermais (Clorita I <10 μm e clorita II) fornecem indícios da ocorrência de pelo menos dois pulsos no processo de alteração hidrotermal: um responsável pela intensa alteração da matriz e dos clastos das rochas e outro responsável pela geração dos veios tardios. A variação na quantidade de Fe2+ dos dois diferentes fluidos responsáveis pela cristalização das cloritas fica evidenciada pela associação de co-geneticidade da Clorita II com a hematita, mostrando que o fluido final foi muito mais enriquecido em ferro que o fluido precoce que cristalizou a Clorita I <10 μm. / The region of the Camaquã Mines is a constitutional part of the Camaquã Basin and is accomplished by silliciclastics sediments intercalated with volcanic rocks. Chlorite is the most abundant clay mineral, occurring in great amounts on the hydrothermal alteration halos present in the host rocks of mineralizations. This work consists on the petrologic, chemical and structural characterization of chlorites, which provide important information about different processes and formation conditions of the hydrothermal environment. It was made optical petrography, X ray diffraction, difractograms modeling, and scanning electron microscopy in representative samples of the different hydrothermal alteration zones identified. The chlorites are presented in three different trends: The Chlorite I occurs with pervasive aspect in the hydrothermal alteration halos. It is classified as Fe-clinoclore, and presents in the fraction <1μm the predominance of polytype IIb and an enrichment in Mg2+ and in the fraction <10μm the predominance of the polytype Ib (900) and enrichment in Fe2+; The Chlorite II occurs as veins filling small fractures. It is classified as Chamosite and presents structural polytype IIb; and the Chlorite III occurs altering detritic minerals is classified as Mg-chamosite. The variation on the amount of Fe2+ of the chlorites generated by hydrothermal processes (Chlorite I < 10 μm and Chlorite II) provides indications of the occurrence of at least two pulses on the hydrothermal alteration process: one responsible for the intense alteration of the matrix and clasts of the rocks and the other responsible for the generation of the late veins. This variation on the amount of Fe2+ is evidenced by the co-geneticity association of the Chlorite II with the hematite, showing that the final fluid was much more enriched in iron than the early fluid that crystallized the Chlorite I < 10 μm.

O objetivo principal desta tese foi a avaliação de métodos radiométricos aplicados em minerais diagenéticos potássicos. Procurou-se verificar a sua viabilidade na obtenção de idades referentes a eventos deposicionais e diagenéticos em rochas sedimentares siliciclásticas. O método 40K-40Ar foi aplicado em ilitas diagenéticas presentes nos arenitos fluviais da Formação Guaritas (Bacia do Camaquã, RS). As ilitas diagenéticas foram identificadas por técnicas analíticas convencionais, como petrografia, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura e transmissão, permitindo a separação de diferentes frações granulométricas para datação. As frações maiores (2-6 μm) contendo ilita resultaram em idades mais antigas (ente 521 e 489 Ma), o que pode indicar uma sútil contaminação por minerais detríticos potássicos, derivados dos granitóides sin-tectônicos adjacentes, potencial área-fonte dos arenitos da Formação Guaritas. As frações mais finas (0,1, 0,4 e < 2 μm), provavelmente desprovidas de contaminação, revelaram idades entre 490 e 470 Ma, representativas do processo de ilitização nos arenitos. Estas idades ficaram muito próximas à idade ordoviciana previamente inferida para esta unidade sedimentar. O outro método utilizado foi o 40Ar-39Ar em overgrowths de K-feldspato que ocorrem em abundância nos arenitos-reservatório da Formação Açu (Bacia Potiguar, RN). Esses overgrowths precipitaram em condições de superfície, logo após a deposição do sedimento, de acordo com feições diagnósticas de eodiagênese, tais como cutículas de argilominerais mecanicamente infiltrados ao redor destes. Assim, a idade de 120 Ma obtida nessa feição diagenética indiretamente representa a idade deposicional para os arenitos da Formação Açu. Além disso, estes resultados ficaram muito próximos às idades inferidas (entre 112,9 e 96,9 Ma) pelo seu conteúdo palinológico. Foram obtidas também idades 40Ar-39Ar do K-feldspato detrítico, onde os valores entre 428 e 373 Ma estão muito próximos aos cristais datados de rochas da Província Borborema, embasamento da Bacia Potiguar e fonte dos arenitos da Formação Açu. Este estudo mostra que a aplicação de métodos radiométricos em minerais diagenéticos tem sido usada com sucesso na obtenção de idades diagenéticas e deposicionais em arenitos e assim contribuindo para o melhor entendimento da evolução diagenética de rochas sedimentares siliciclásticas. / The present thesis aimed at the application of radiometric methods to diagenetic mineral phases in order to determine depositional or diagenetic events in siliciclastic sedimentary rocks. The 40K-40Ar method was applied to diagenetic illites from sandstones of the Guaritas Formation (Camaquã basin, south Brazil). Diagenetic illites were initially identified by different analytical procedures such as petrography, X-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy, in order to obtain different size fractions. The obtained ages of around 521 Ma in the 2-6 μm fraction is associated with a slight contamination probably derived from syn-transcurrent granitoids, the potential sources of detritus for the sandstones of the Guaritas Formation. Contamination-free, fine fractions (<0.1, <0.4, and < 2 μm) yielded ages between 490 and 470 Ma, interpreted as the age of the illitization process in these sandstones. The obtained results are close to the previously estimated age for this sedimentary unit. In hydrocarbon reservoir sandstones of the Açu Formation (Potiguar basin, northeast Brazil), the 40Ar-39Ar method was applied to K-feldspar overgrowths. These overgrowths precipitated in near-surface conditions, soon after deposition, as inferred from typical eogenetic features as infiltrated grain coatings around the overgrowths. Thus, the obtained age of around 120 Ma is interpreted as a depositional age for the sandstones of the Açu Formation. Besides, the result is close to the estimated age for the Açu Formation (112.9 to 96.9 Ma) by its palynological content. Ages from detrital K-feldspar grains spread from 428 to 373 Ma, very similar to ages obtained in areas of the Borborema Province, which is the basement of the Potiguar basin and main source area for the sandstones of the Açu Formation. This study highlights that the radiometric methods have been used with success on diagenetic minerals for constraining the timing of depositional and diagenetic events in sandstones, contributing for a better understanding of diagenetic history of siliciclastic sedimentary rocks.

Este trabalho visa contribuir ao estudo geotectônico relacionado à Bacia do Camaquã, no Estado do Rio Grande do Sul, a partir de dados gravimétricos provenientes do Rifte Guaritas. Com este intuito, foram propostos três modelos de um perfil que corta perpendicularmente o trend do Rifte Guaritas e suas unidades. O mapa Bouguer residual, com valores entre –36 e 29 mGal, permitiu de maneira geral, delimitar áreas que possuem diferentes profundidades de embasamento. Os altos valores de gravidade podem indicar porções onde o topo do embasamento possui baixas profundidades ou rochas de maior densidade, enquanto que baixos valores podem estar associados a grandes profundidades ou rochas de densidade inferior. Com base nos dados de gravimetria, de caráter local à regional, foi possível estabelecer e, em algumas situações, estimar, o comportamento do embasamento ao longo deste perfil. Convêm ressaltar que cada modelo proposto contou com valores diferenciados de densidades de rocha, o que resultou em pequenas diferenças, tais como estruturais e variações de profundidade do embasamento. Porém, de modo geral, os três modelos se comportam de maneira muito semelhante. Cada um dos modelos propostos pode ser separado em cinco diferentes compartimentações que refletem as variações gravimétricas ao longo do perfil. De acordo com os modelos propostos neste trabalho a profundidade máxima do embasamento está localizada na porção oeste do Rifte Guaritas, chegando próxima dos seis quilômetros e a porção leste possui uma extensa estrutura deposicional. / This dissertation aims to contribute to geotectonic study related to Camaqua Basin, from gravimetric data of the Guaritas Rift. For this was proposed three models of one perpendicular profile which cross the trend of the Guaritas Rift. The residual Bouguer map, with values between -36 to 29 mGal, let, in general, to delimit areas with different depth of basement. The values of gravity may show areas where the top of the basement has low depths or rocks of major density while low values could be associated to great depth or rocks of minor density. Based on the gravimetric data of regional and local character, was possible to establish or at least estimate the variations of the depth basement along to this profile. It was proposed three models and each one of them used different combinations of rock densities, what resulted in few minor differences as structural differences and few minor variations of depth of the basement. However, in a general way, the three models behaved similarly. Each one of the models proposed could be fragmented in five different compartments which reflect the gravimetric variations across the profile. According to the models proposed in this paper, the maximum depth of the basement is located at the West portion of Rift Guaritas, almost six kilometers, and the East portion has an extensive depositional structure.

A Bacia do Camaquã (BC) é uma unidade geológica fundamental no esclarecimento da evolução geotectônica do Rio Grande do Sul. Ela agrupa e preserva, em parte, diferentes associações vulcano-sedimentares representativas do estágio de transição da Plataforma Sul-Americana. Depositada sobre os terrenos ígneos e metamórficos do Escudo Sul-riograndense, sua evolução estratigráfica e geocronológica tem sido pesquisada por diversos autores. Por outro lado, a geofísica tem contribuído pouco nestes estudos, apesar de seu grande potencial como ferramenta exploratória. Por esse motivo, e mediante o avanço das técnicas de processamento de dados, uma nova abordagem foi aplicada ao levantamento aeromagnético realizado em 1972 pelo Serviço Geológico do Brasil, com o objetivo de contribuir para o conhecimento geológico e tectônico da área. O reprocessamento destas variáveis permitiu a reinterpretação da BC e a geração de uma proposta de modelo para o seu arcabouço estrutural. Foram gerados mapas temáticos da BC e realizada a modelagem 2,5D de dados aeromagnéticos de um perfil NW-SE, com 40Km de extensão, localizado ao sul da área. Os mapas temáticos aeromagnéticos, além de delimitar os principais corpos e estruturas da região, permitiram dividir a área de estudo em três grandes domínios geofísicos: Oeste, Central e Leste, separados pela Anomalia Magnética de Caçapava do Sul e pela Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu, respectivamente. A modelagem aeromagnética 2,5D ilustrou anomalias entre -40 e -110nT associadas às rochas vulcânicas e metamórficas aflorantes e à ocorrência do embasamento cristalino em subsuperfície, modelado a uma profundidade máxima de 7000m na parte NW do perfil. Em termos geotectônicos, o modelo obtido para o perfil evidenciou falhas extensionais, sugerindo uma configuração que se assemelha a um arranjo composto por horsts e grábens, característico de um sistema de riftes, atribuindo um regime distensivo para evolução da BC. O modelo também ilustrou dois altos do embasamento nas bordas do perfil, relacionados aos altos de Caçapava do Sul e da Serra das Encantadas. Esse soerguimento do embasamento nos flancos do perfil e o comportamento flexural que o mesmo assume na porção central, podem ser indicativos de um regime compressivo ocorrido anteriormente ao processo de rifteamento e à deposição da BC. A baixa susceptibilidade dos sedimentos que preenchem a bacia é um indicativo de que as áreas fonte podem ser os altos de Caçapava do Sul e da Serra das Encantadas, compostos por rochas graníticas e gnáissicas de baixa susceptibilidade magnética. O reprocessamento das variáveis geofísicas, os filtros aplicados no perfil estudado e a modelagem geofísica, mostraram-se técnicas eficientes para mapeamento geológico e delimitação do arcabouço estrutural, gerando um modelo geológico representante de uma porção da BC e permitindo assim, um avanço no entendimento de sua arquitetura e evolução geotectônica. / The Camaquã Basin (CB) is an important geologic unit and the knowledge of these rocks helps to clarify the geotectonic evolution of Rio Grande do Sul State. It has partially preserved different volcano-sedimentary associations representing the transition stage of South American Platform. The rocks of the basin overlays the igneous and metamorphic terrains of the Sul-riograndense Shield and its stratigraphic and geochronologic evolution have been widely studied by several authors. On the other hand, the geophysics has a small contribution to these studies, in despite of its great potential as an exploratory tool. Therefore, with the improvement of the data processing techniques, a new approach was applied in the aeromagnetic survey, acquired in 1972 by Brazilian Geological Survey. In this context, this research aims to contributes to the geologic and tectonic knowledge of the basin. The reprocessing of these variables led to the reinterpretation of the CB and to the production of a suggested model for its structural framework. Thematic maps and a 2,5D model of the CB were made from aeromagnetic data of a NW-SE section, with 40 km long, located in the south of the basin. These thematic aeromagnetic maps set out the main bodies and structures inside the basin and also provide a division of the study area into three main geophysics domains: West, Central and East, separated by the Magnetic Anomaly of Caçapava do Sul and the Dorsal de Canguçu Shear Zone, respectively. The 2,5D aeromagnetic modeling shows anomalies between -40 e -110nT, associated with volcanic and metamorphic outcropping rocks and the crystalline basement in subsurface, modeled at a maximum deep of 7000m in the NW portion of the section. In terms of geotectonic, the model obtained for this section revealed extensional faults, suggesting a sketch that resembles a horst and graben structure. This structure is typical for a rift system, assigning a distensive strain event in the evolution of the CB. The model also displayed two basement uplifts on the section borders, related with Caçapava do Sul and Serra das Encantadas uplifts. This uplift of the basement on section borders and its flexural behavior in the central portion can be an evidence of a compressive regime that occurred before the rift process and the sedimentation of the Camaquã Basin. The low susceptibility of the sediments that fill the basin is an indicative that the source areas can be the highs of Caçapava do Sul and Serra das Encantadas, composed mainly by low susceptibility granitic and gneissic rocks. The reprocessing of the geophysical variables, together with the frequency filters applied and the geophysical modeling, proved to be an efficient technique to the geologic mapping and to define the structural framework of the area. Based on this, a geologic model was created, which represents a specific portion of the basin and introduced an important knowledge of the structural framework and geotectonic evolution of the Camaquã Basin.

As rochas vulcânicas da Mina do Seival possuem intensa alteração hidrotermal e mineralizações de Cu. Este magmatismo é relacionado ao estágio póscolisional do ciclo Brasiliano-Pan-Africano, no alogrupo Bom Jardim, pertencendo à Formação Hilário na Bacia do Camaquã (Neoproterozóico). A região já foi responsável por grande parte da produção desse minério no Brasil, sendo uma das mais importantes no Rio Grande do Sul e explorada principalmente na primeira metade do século XX. Campanhas de sondagens realizadas pela CBC foram feitas no ano de 1978. Essas amostras foram incluídas no presente trabalho bem como a amostragem resultante das campanhas de mapeamento geológico básico. A tectônica do estagio pós-colisional controla o posicionamento e geração da mineralização através de estruturas rúpteis com direção NE e distensão regional. A composição de rocha total e identificação dos minerais de alteração foram obtidas através de análises de elementos maiores, menores, traços e difração de raios X. Processos envolvendo diferentes temperaturas atuaram sobre estas rochas originando produtos de alteração pervasiva, principalmente clorita e esmectita, com veios preenchidos por quartzo, carbonato, barita e minerais de cobre. A Mina do Seival é composta pelas minas Alcides, Cruzeta, Meio, Morcego, João Dahne, Barita e ocorrência Vila do Torrão. As rochas vulcânicas tem composição andesítica e traqui-andesítica, e foram divididas em duas sequências. A sequência I é composta por rochas piroclásticas e efusivas, e a sequência II é representada pelos diques de andesito. Em ambas as sequências da Mina do Seival é possível identificar a afinidade shoshonítica das rochas. Os teores de Cu, Zn e Ni em relação ao protólito menos afetado pelo processo hidrotermal, nos diques e brechas, sugerem que as principais ocorrências de mineralização de cobre têm origem magmática. O estudo petrogenético contribui para a geração de um modelo evolutivo dos processos de alteração hidrotermal possibilitando o entendimento da geologia regional e das mineralizações da Bacia do Camaquã. / Volcanic rocks of the Seival Mine have intense hydrothermal alteration and Cu mineralization. This magmatism is related to post-collisional stage of the Brasiliano Pan-African cycle in Bom Jardim alogrup, belonging to Hilario Formation, Camaquã Basin (Neoproterozoic). The region has been responsible for much of the ore production in Brazil, one of the most important in the Rio Grande do Sul and operated mainly in the first half of the twentieth century. Drilling surveys conducted by CBC (Companhia Brasileira do Cobre) were made in 1978. Drill core samples, as well as field samples were used for the present research. The tectonics of the postcollisional stage controls the position and mineralization through brittle structures with NE and regional distention. Whole rock composition and identification of alteration minerals were obtained through analysis of major, minor and trace elements, and Xray diffraction. Processes involving different temperatures acted on these rocks causing pervasive alteration products, mainly chlorite and smectite, with veins filled with quartz, carbonate, barite and copper minerals. Seival Mine of Alcides, Cruzeta, Meio, Morcego, João Dahne, Barita mines and Vila do Torrão ocurrence. Volcanic rocks have andesitic and trachy-andesitic composition, and were divided into two sequences. The sequence I is composed of pyroclastic rocks and effusive, and sequence II is represented by andesite dikes. In both sequences of Seival Mine is possible to identify the shoshonitic affinity of the rocks. Cu, Zn and Ni are less affected by hydrothermal processes, relative to the protholith. Dykes and breccias, suggest that the main copper mineralization ocurrences have a magmatic origin. The petrogenetic study contributes to the generation of an evolutionary model of hydrothermal alteration allowing for better understanding of the regional geology and mineralization of Camaquã Basin.

O Alogrupo Guaritas, inserido na fase final de preenchimento da Bacia do Camaquã, é composto por arenitos castanho avermelhados de origem aluvial, lacustre, fluvial e eólica e é subdividido em duas sequências deposicionais nomeadas Pedra Pintada e Varzinha. Este estudo envolveu a realização de análises químicas em rocha total de vinte e seis amostras selecionadas do Alogrupo Guaritas e a consequente aplicação desses dados geoquímicos para fins de caracterização geoquímica, quimioestratigráfica e isotópica desta unidade, além da tentativa de restringir sua proveniência e intemperismo das suas rochas fontes. Os arenitos são composicionalmente uniformes e apresentam similaridade com a Crosta Continental Superior, indicando derivação de fontes mais diferenciadas. Entretanto, enquanto que os arenitos da Aloformação Pedra Pintada mostram-se depletados em praticamente todos os elementos terras raras, os arenitos da Aloformação Varzinha são depletados apenas em Sc, V, Sr, Y, Zr, Ni e enriquecidos em Ba e Rb em relação à Crosta Continental Superior. Os padrões de Elementos Terras Raras mostram enriquecimento em Elementos Terras Raras Leves, com razões La(N)/Sm(N) entre 3,7 e 6,1 e padrões mais suaves para Elementos Terras Raras Pesados, com razões Gd(N)/Yb(N) entre 1,0 e 2,7; acoplados a presença de anomalias de Eu moderadas. O Índice Químico de Alteração (CIA: 55-64) revelam protólitos pouco a moderadamente intemperizados para os arenitos estudados indicando predomínio de intemperismo físico de desagregação das rochas fonte. Considerações geoquímicas apresentadas pelas razões SiO2/Al2O3 e K2O/Na2O indicam a possibilidade de áreas fontes mais diferenciadas ou com maior retrabalhamento sedimentar na Aloformação Pedra Pintada, com aporte de fontes menos diferenciadas na Aloformação Varzinha. Uma indicação de proveniência compatível com áreas fonte dominadas predominantemente por rochas ígneas graníticas é sugerida para o Alogrupo Guaritas através das elevadas razões Th/Sc e Zr/Sc apresentadas pelas amostras e pela composição isotópica Nd-Sr utilizada como traçadora de proveniência. / The final phase of the Camaquã Basin sedimentary filling is represented by the Guaritas Alogroup. Reddish and brownish sandstones of alluvial, lacustrine, fluvial and eolic origin are the main litology, subdivided into two units named Pedra Pintada and Varzinha. This research presents twenty six chemical analyses of selected whole rock samples of the Guaritas Alogroup and the application of these data concerning the chemical characterization, chemical and isotopic stratigraphy and also indications of provenance and weathering of their source rocks. Guaritas sandstones are homogeneous in relation to the composition and very similar to the SCC (Superior Continental Crust) thus indicating derivation of more differentiated sources. Although the sandstones of the Pedra Pintada Aloformation are depleted in relation to the rare earth elements, the sandstones of the Varzinha Aloformation are only depleted in Sc, V, Sr, Y, Zr Ni and enriched in Ba and Rb (related to the SCC). The patterns of the Rare Earth Elements (REE) indicate enrichment in the Light Rare Earth Elements (LREE) with ratios La(N)/Sm(N) between 3,7 e 6,1 and slightly patterns to the Heavy Rare Earth Elements (HREE), with ratios Gd(N)/Yb(N) between 1,0 e 2,7; and a visible Eu anomaly. The index CIA calculated to the studied sandstones is around 55 to 64 and can be correlated with protolites slightly to moderately weathered, associated with a predominance of physical processes. Ratios SiO2/Al2O3 and K2O/Na2O are indicative of source areas more differentiated or with better reworking in the Pedra Pintada and arriving of detritus associated with source slightly enriched in the Varzinha Aloformation. High ratios Th/Sc and Zr/Sc and Nd-Sr isotopic compositions indicates a provenance of source areas dominated by granitic igneous rocks to the Guaritas Alogroup.

A região do Tupanci, localizada no noroeste do Escudo Sul-Rio-Grandense, apresenta um expressivo volume de depósitos vulcânicos de composição ácida, estratigraficamente correlacionados à Formação Acampamento Velho, da Bacia do Camaquã. Esta região apresenta a exposição mais setentrional deste episódio vulcânico, caracterizado por uma sequência vulcânica de rochas efusivas e piroclásticas, de composição dominantemente ácida, afinidade alcalina sódica e idades aproximadas a 550 Ma, cujos processos são vinculados aos magmatismo pós-colisional do ciclo orogênico Brasiliano/Pan-Africano no ESRG. As rochas vulcânicas ácidas ocorrem na forma de depósitos efusivos e, em menor volume, piroclásticos, distribuídas em dois Cerros: Tupanci e dos Picados. O Cerro Tupanci apresenta características de uma intrusão subvulcânica com morfologia alongada (N-S), representada por riolitos porfiríticos, com fenocristais de sanidina e quartzo envoltos por uma matriz quartzo-feldspática equigranular fina a afanítica, ocorrendo com intensa foliação de fluxo nas regiões de borda. No Cerro dos Picados ocorrem derrames riolíticos texturalmente semelhantes, porém com matriz afanítica de aspecto vítreo e presença de biotita, além de depósitos piroclásticos caracterizados por ignimbritos riolíticos. Os ignimbritos podem ser divididos em duas fácies, sendo: ignimbritos ricos em líticos, com alguns púmices desvitrificados e pouco estirados, além de pequenos e raros cristaloclastos; e ignimbritos reomórficos, onde ocorre abundância em púmices desvitrificados com uma destacável textura eutaxítica, maior frequência de cristaloclastos e raros litoclastos. O comportamento dos elementos maiores, traços e ETR de ambos os cerros permitem classificar o magmatismo como supersaturado em sílica, semelhante aos sistemas de alta sílica, afinidade alcalina, e tendência metaluminosa a levemente peralcalina, com características semelhantes aos granitos tipo “A”. As informações obtidas indicam uma vinculação genética destas rochas com o vulcanismo da Formação Acampamento Velho, confirmando, desta maneira, a correlação estratigráfica. / Volcanic and hypabyssal acid rocks occur in the area of Tupanci, located at the NW portion of the Sul-Rio-Grandense Shield. These rocks are stratigraphically correlated to the Acampamento Velho Formation (about 550Ma), at the Camaquã Basin. This region has the northernmost exposure of this volcanic episode, which comprises a sequence of effusive/hypabyssal and pyroclastic rocks, with dominantly acid composition and sodicalkaline affinity, whose genetic processes are linked to the post-collisional stages of the Brasiliano/Pan-Africano orogenic cycle. In this region the acid volcanic rocks occur mainly as effusive deposits and secondarily as pyroclastic deposits, in two Cerros (Hills): Tupanci and Picados. The Cerro Tupanci defines an elongated morphology (N-S), interpreted as a subvolcanic intrusion, represented by porphyritic rhyolites with phenocrysts of alkali feldspar and quartz surrounded by a equigranular-fine-grained to aphanitic quartz-feldspar matrix, with a strong flow foliation on border regions. In the Cerro dos Picados, texturally similar rhyolitic rocks occur, but with aphanitic to glassy matrix and presence of biotite, and pyroclastic deposits, characterized by rhyolitic ignimbrites. The ignimbrites can be separated in two facies: lithic-rich ignimbrites, with a few devitrified and poorly elongated pumice and crystal fragments; and reomorphic, with abundance of devitrified pumices with a detachable eutaxitic texture, crystal fragments and rarely lithic fragments. The behavior of major elements, traces and REEs allows to classify the magmatism as silica oversaturated, similiar to the systems with high-silica, alkaline affinity and a metaluminous to slightly peralkalline trend with similiar characteristiscs to the “A” type granites. The petrographic and lithochemical data obtained indicate a genetic linkage with the Acampamento Velho Formation magmatism, confirming the stratigraphic correlation.

A região das Minas do Camaquã é parte constituinte da Bacia do Camaquã, a qual possui direção NE-NW e é preenchida por sedimentos siliciclásticos intercalados com rochas vulcânicas. A clorita é o argilomineral mais abundante na área, ocorrendo em grande quantidade nos halos de alteração hidrotermal presentes nas rochas encaixantes das mineralizações. O presente trabalho consiste na caracterização petrológica, química e estrutural das cloritas, que fornecem importantes informações sobre diferentes processos e condições de formação do ambiente hidrotermal. Para isso se realizou petrografia óptica, difratometria de raios X, modelamento dos difratogramas através do programa Reynolds Newmod©, e microscopia eletrônica de varredura em amostras representativas de diferentes zonas de alteração hidrotermal identificadas. As cloritas se apresentam com três diferentes tendências: A Clorita I ocorre com aspecto pervasivo sobre a matriz das rochas localizadas próximo aos filões mineralizados. É classificada como Fe-clinocloro, apresenta na fração <1μm predominância do polítipo IIb e um enriquecimento em Mg2+ e na fração <10μm predominância do politipo Ib (900) e enriquecimento em Fe2+; a Clorita II ocorre como veios preenchendo pequenas fraturas. É classificada como Chamosita e apresenta polítipo estrutural IIb; e a Clorita III ocorre alterando minerais detríticos sendo classificada como Mg-chamosita. A variação na quantidade de ferro das cloritas geradas por processos hidrotermais (Clorita I <10 μm e clorita II) fornecem indícios da ocorrência de pelo menos dois pulsos no processo de alteração hidrotermal: um responsável pela intensa alteração da matriz e dos clastos das rochas e outro responsável pela geração dos veios tardios. A variação na quantidade de Fe2+ dos dois diferentes fluidos responsáveis pela cristalização das cloritas fica evidenciada pela associação de co-geneticidade da Clorita II com a hematita, mostrando que o fluido final foi muito mais enriquecido em ferro que o fluido precoce que cristalizou a Clorita I <10 μm. / The region of the Camaquã Mines is a constitutional part of the Camaquã Basin and is accomplished by silliciclastics sediments intercalated with volcanic rocks. Chlorite is the most abundant clay mineral, occurring in great amounts on the hydrothermal alteration halos present in the host rocks of mineralizations. This work consists on the petrologic, chemical and structural characterization of chlorites, which provide important information about different processes and formation conditions of the hydrothermal environment. It was made optical petrography, X ray diffraction, difractograms modeling, and scanning electron microscopy in representative samples of the different hydrothermal alteration zones identified. The chlorites are presented in three different trends: The Chlorite I occurs with pervasive aspect in the hydrothermal alteration halos. It is classified as Fe-clinoclore, and presents in the fraction <1μm the predominance of polytype IIb and an enrichment in Mg2+ and in the fraction <10μm the predominance of the polytype Ib (900) and enrichment in Fe2+; The Chlorite II occurs as veins filling small fractures. It is classified as Chamosite and presents structural polytype IIb; and the Chlorite III occurs altering detritic minerals is classified as Mg-chamosite. The variation on the amount of Fe2+ of the chlorites generated by hydrothermal processes (Chlorite I < 10 μm and Chlorite II) provides indications of the occurrence of at least two pulses on the hydrothermal alteration process: one responsible for the intense alteration of the matrix and clasts of the rocks and the other responsible for the generation of the late veins. This variation on the amount of Fe2+ is evidenced by the co-geneticity association of the Chlorite II with the hematite, showing that the final fluid was much more enriched in iron than the early fluid that crystallized the Chlorite I < 10 μm.

O objetivo principal desta tese foi a avaliação de métodos radiométricos aplicados em minerais diagenéticos potássicos. Procurou-se verificar a sua viabilidade na obtenção de idades referentes a eventos deposicionais e diagenéticos em rochas sedimentares siliciclásticas. O método 40K-40Ar foi aplicado em ilitas diagenéticas presentes nos arenitos fluviais da Formação Guaritas (Bacia do Camaquã, RS). As ilitas diagenéticas foram identificadas por técnicas analíticas convencionais, como petrografia, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura e transmissão, permitindo a separação de diferentes frações granulométricas para datação. As frações maiores (2-6 μm) contendo ilita resultaram em idades mais antigas (ente 521 e 489 Ma), o que pode indicar uma sútil contaminação por minerais detríticos potássicos, derivados dos granitóides sin-tectônicos adjacentes, potencial área-fonte dos arenitos da Formação Guaritas. As frações mais finas (0,1, 0,4 e < 2 μm), provavelmente desprovidas de contaminação, revelaram idades entre 490 e 470 Ma, representativas do processo de ilitização nos arenitos. Estas idades ficaram muito próximas à idade ordoviciana previamente inferida para esta unidade sedimentar. O outro método utilizado foi o 40Ar-39Ar em overgrowths de K-feldspato que ocorrem em abundância nos arenitos-reservatório da Formação Açu (Bacia Potiguar, RN). Esses overgrowths precipitaram em condições de superfície, logo após a deposição do sedimento, de acordo com feições diagnósticas de eodiagênese, tais como cutículas de argilominerais mecanicamente infiltrados ao redor destes. Assim, a idade de 120 Ma obtida nessa feição diagenética indiretamente representa a idade deposicional para os arenitos da Formação Açu. Além disso, estes resultados ficaram muito próximos às idades inferidas (entre 112,9 e 96,9 Ma) pelo seu conteúdo palinológico. Foram obtidas também idades 40Ar-39Ar do K-feldspato detrítico, onde os valores entre 428 e 373 Ma estão muito próximos aos cristais datados de rochas da Província Borborema, embasamento da Bacia Potiguar e fonte dos arenitos da Formação Açu. Este estudo mostra que a aplicação de métodos radiométricos em minerais diagenéticos tem sido usada com sucesso na obtenção de idades diagenéticas e deposicionais em arenitos e assim contribuindo para o melhor entendimento da evolução diagenética de rochas sedimentares siliciclásticas. / The present thesis aimed at the application of radiometric methods to diagenetic mineral phases in order to determine depositional or diagenetic events in siliciclastic sedimentary rocks. The 40K-40Ar method was applied to diagenetic illites from sandstones of the Guaritas Formation (Camaquã basin, south Brazil). Diagenetic illites were initially identified by different analytical procedures such as petrography, X-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy, in order to obtain different size fractions. The obtained ages of around 521 Ma in the 2-6 μm fraction is associated with a slight contamination probably derived from syn-transcurrent granitoids, the potential sources of detritus for the sandstones of the Guaritas Formation. Contamination-free, fine fractions (<0.1, <0.4, and < 2 μm) yielded ages between 490 and 470 Ma, interpreted as the age of the illitization process in these sandstones. The obtained results are close to the previously estimated age for this sedimentary unit. In hydrocarbon reservoir sandstones of the Açu Formation (Potiguar basin, northeast Brazil), the 40Ar-39Ar method was applied to K-feldspar overgrowths. These overgrowths precipitated in near-surface conditions, soon after deposition, as inferred from typical eogenetic features as infiltrated grain coatings around the overgrowths. Thus, the obtained age of around 120 Ma is interpreted as a depositional age for the sandstones of the Açu Formation. Besides, the result is close to the estimated age for the Açu Formation (112.9 to 96.9 Ma) by its palynological content. Ages from detrital K-feldspar grains spread from 428 to 373 Ma, very similar to ages obtained in areas of the Borborema Province, which is the basement of the Potiguar basin and main source area for the sandstones of the Açu Formation. This study highlights that the radiometric methods have been used with success on diagenetic minerals for constraining the timing of depositional and diagenetic events in sandstones, contributing for a better understanding of diagenetic history of siliciclastic sedimentary rocks.

As rochas vulcânicas da Mina do Seival possuem intensa alteração hidrotermal e mineralizações de Cu. Este magmatismo é relacionado ao estágio póscolisional do ciclo Brasiliano-Pan-Africano, no alogrupo Bom Jardim, pertencendo à Formação Hilário na Bacia do Camaquã (Neoproterozóico). A região já foi responsável por grande parte da produção desse minério no Brasil, sendo uma das mais importantes no Rio Grande do Sul e explorada principalmente na primeira metade do século XX. Campanhas de sondagens realizadas pela CBC foram feitas no ano de 1978. Essas amostras foram incluídas no presente trabalho bem como a amostragem resultante das campanhas de mapeamento geológico básico. A tectônica do estagio pós-colisional controla o posicionamento e geração da mineralização através de estruturas rúpteis com direção NE e distensão regional. A composição de rocha total e identificação dos minerais de alteração foram obtidas através de análises de elementos maiores, menores, traços e difração de raios X. Processos envolvendo diferentes temperaturas atuaram sobre estas rochas originando produtos de alteração pervasiva, principalmente clorita e esmectita, com veios preenchidos por quartzo, carbonato, barita e minerais de cobre. A Mina do Seival é composta pelas minas Alcides, Cruzeta, Meio, Morcego, João Dahne, Barita e ocorrência Vila do Torrão. As rochas vulcânicas tem composição andesítica e traqui-andesítica, e foram divididas em duas sequências. A sequência I é composta por rochas piroclásticas e efusivas, e a sequência II é representada pelos diques de andesito. Em ambas as sequências da Mina do Seival é possível identificar a afinidade shoshonítica das rochas. Os teores de Cu, Zn e Ni em relação ao protólito menos afetado pelo processo hidrotermal, nos diques e brechas, sugerem que as principais ocorrências de mineralização de cobre têm origem magmática. O estudo petrogenético contribui para a geração de um modelo evolutivo dos processos de alteração hidrotermal possibilitando o entendimento da geologia regional e das mineralizações da Bacia do Camaquã. / Volcanic rocks of the Seival Mine have intense hydrothermal alteration and Cu mineralization. This magmatism is related to post-collisional stage of the Brasiliano Pan-African cycle in Bom Jardim alogrup, belonging to Hilario Formation, Camaquã Basin (Neoproterozoic). The region has been responsible for much of the ore production in Brazil, one of the most important in the Rio Grande do Sul and operated mainly in the first half of the twentieth century. Drilling surveys conducted by CBC (Companhia Brasileira do Cobre) were made in 1978. Drill core samples, as well as field samples were used for the present research. The tectonics of the postcollisional stage controls the position and mineralization through brittle structures with NE and regional distention. Whole rock composition and identification of alteration minerals were obtained through analysis of major, minor and trace elements, and Xray diffraction. Processes involving different temperatures acted on these rocks causing pervasive alteration products, mainly chlorite and smectite, with veins filled with quartz, carbonate, barite and copper minerals. Seival Mine of Alcides, Cruzeta, Meio, Morcego, João Dahne, Barita mines and Vila do Torrão ocurrence. Volcanic rocks have andesitic and trachy-andesitic composition, and were divided into two sequences. The sequence I is composed of pyroclastic rocks and effusive, and sequence II is represented by andesite dikes. In both sequences of Seival Mine is possible to identify the shoshonitic affinity of the rocks. Cu, Zn and Ni are less affected by hydrothermal processes, relative to the protholith. Dykes and breccias, suggest that the main copper mineralization ocurrences have a magmatic origin. The petrogenetic study contributes to the generation of an evolutionary model of hydrothermal alteration allowing for better understanding of the regional geology and mineralization of Camaquã Basin.