Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-05-03T13:52:40Z No. of bitstreams: 1 2015_CarolineSiqueiraGomide_Parcial.pdf: 13249272 bytes, checksum: 1b883b2ff0a831babb3f8611885d4973 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-04T13:04:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_CarolineSiqueiraGomide_Parcial.pdf: 13249272 bytes, checksum: 1b883b2ff0a831babb3f8611885d4973 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T13:04:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_CarolineSiqueiraGomide_Parcial.pdf: 13249272 bytes, checksum: 1b883b2ff0a831babb3f8611885d4973 (MD5) / A Província Ígnea do Alto Paranaíba (APIP), resultado de intenso magmatismo alcalino que gerou corpos intrusivos e extrusivos de afinidade kamafugítica, é uma das maiores províncias ultramáficas-ultrapotássicas mundiais. Os complexos carbonatíticos presentes na APIP são intrusões multifásicas formadas por rochas das séries bebedourítica, carbonatítica e foscorítica. Esta tese aborda a composição isotópica de carbonatos e sulfetos presentes em carbonatitos da província e inclui, além das análises isotópicas, a obtenção de novos dados petrográficos, imagens de microscopia eletrônica, análises de química mineral e geoquímica de rocha total. No trabalho investiga-se a relação entre a geoquímica de rocha total e composição de isótopos estáveis de carbonatitos pertencentes aos complexos Tapira, Araxá, Salitre, Serra Negra, Catalão I e Catalão II da APIP e, para efeito de comparação, do Complexo Jacupiranga (afiliação sódica), na província Grossa Ponta. Os dados de litogeoquímica aliados a critérios mineralógicos permitiram classificar os carbonatitos em cinco grupos (C1 a C5) e definir um índice de evolução (BaO/(BaO+SrO)) para rochas carbonatíticas. Os carbonatitos evoluem de calciocarbonatitos enriquecidos em apatita para magnesiocarbonatitos enriquecidos em Ba, Sr e REE. Esta evolução é marcada principalmente pelo fracionamento de apatita, flogopita, dolomita, calcita e enriquecimento em monazita, norsethita, e estroncianita. Os dados de isótopos estáveis registram uma ampla variação nos complexos da APIP, em comparação com Jacupiranga, tendo em vista que as intrusões da APIP se estabeleceram em níveis mais rasos, permitindo a atuação de uma diversidade muito maior de processos petrogenéticos, incluindo cristalização fracionada, imiscibilidade de líquidos, desgaseificação e interação com sistemas hidrotermais e carbohidrotermais. Uma diversidade de carbonatos foi encontrada na provincia incluindo, além de calcita e dolomita (os dois carbonatos mais comuns), estroncianita, olekminskita, burbankita, ancylita, norsethita, baritocalcita, basnaesita, parisita e benstonita. Calciocarbonatitos e magnesiocarbonatitos pouco evoluídos são tipicamente compostos de calcita e dolomita de alta temperatura, com exsoluções de burbankita, olekminskita e ancylita, e com microinclusões de nyerereita e gregoryita/zemkorita tipos de carbonato descritos pela primeira vez na Província. Carbonatitos intermediários apresentam estrontianita, norsethita e baritocalcita como fases liquidus, além de calcita e dolomita. Carbonatitos tardios podem apresentar, além desses, carbonatos de terras raras (ancylita, bastnaesita e parisita). Estudos texturais, mineralógicos e de composição ajudaram a entender processos como evolução magmática por cristalização fracionada, desgaseificação e processos fluidos tardios. / The Alto Parnaíba Igneous Province (APIP) results from an intense alkaline magmatism that generated intrusive and extrusive bodies of kamafugitic affinity, and it is one of the largest ultramaficultrapotassic provinces in the world. Carbonatite complexes present in the APIP are multiphase intrusions formed by rocks derived from the bebedourite, carbonatite and foscorite series. This thesis discusses the APIP carbonatites on the basis of the stable isotope composition of their carbonates and sulphides, petrographic data, high-resolution electron images, mineral chemistry and whole rock geochemistry. The relationship between whole rock geochemistry and stable isotope composition of carbonatites belonging to the Tapira, Araxá, Salitre, Serra Negra, Catalão I and Catalão II complexes of APIP is investigated, and compared with the Jacupiranga Complex, an example of sodic complex from the Ponta Grossa Province. The geochemical and mineralogical criteria were used to divide the carbonatites into five groups (C1 to C5), and to propose a chemical index (BaO/(BaO+SrO) to gauge the evolution of the carbonatite carbonatite magma. The APIP carbonatites evolve from apatite-rich calciocarbonatite to magnesiocarbonatite enriched in Ba, Sr and REE, mostly as a result of the fractionation of apatite, phlogopite, dolomite, calcite and enrichment in monazite, norsethite, strontianite. Data from stable isotopes record a wide variety of evolution processes in the APIP magmas, fractional crystallization, such as liquid immiscibility, degassing and interaction with hydrothermal and carbohydrothermal systems, resulting from their emplacement at shallower depths than Jacupiranga. A variety of carbonates is reported from the APIP carbonatites in addition to the essential calcite and dolomite, including strontianite, olekminskite, burbankite, ancylite, norsethite, barytocalcite, basnaesite, parisite and benstonite. Early-stage calciocarbonatites and magnesiocarbonatites are typically composed of high temperature calcite and dolomite which contain exsolutions of burbankite, olekminskite and ancylite, as well as microinclusions of nyerereite and gregoryite/zemkorite a type of carbonate identified for the first time in the Province. Intermediate carbonatites have strontianite, norsethite and barytocalcite as liquidus phases, in addition to calcite and dolomite. In late-stage carbonatites REE carbonates (ancylite, bastnaesite and parisite) also crystallize as liquidus phases. Textural, mineralogical and compositional evidence helped to understand processes such as magma evolution by fractional crystallization, degassing processes and interaction with late-stage fluids in the studied complexes.

As recentes descobertas de corpos carbonatíticos no estado geram interesse sobre o potencial econômico destas rochas. Associada ao Complexo Granulítico Santa Maria Chico, o carbonatito Três Estradas apresenta um elevado teor de apatita torna-o um alvo para a implantação de um empreendimento de produção de fosfato, importante para a produção de insumos na indústria agrícola. Neste projeto procurou-se examinar este mineral associado ao carbonatito Três Estradas no estado do Rio Grande do Sul, bem como no perfil de alteração intempérica gerado sobre estas rochas. Foi realizado um estudo detalhado das ocorrências deste mineral associado a este corpo carbonatítico que mostrou a presença de diferentes gerações de apatita ao longo do perfil de alteração intempérica, evidenciando processos de dissolução parcial, substituições químicas e precipitação. Confirmada a existência de apatitas de diferentes gerações, o estudo foi direcionado para caracterizar as populações de apatitas e o ambiente geoquímico associado. Dentre os métodos que foram utilizados cita-se a análise química das amostras por espectrometria de fluorescência de raios-X, microssonda eletrônica, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier e espectroscopia micro Raman, análise mineralógica através da difratometria de raios X e análise petrográfica e dos elementos texturais por microscopia ótica complementada pela microscopia eletrônica de varredura. Com os resultados obtidos foi possível compreender as variações na composição química das apatitas proveniente do carbonatito e no perfil de alteração destas rochas, identificando distintos tipos de ocorrência deste mineral e caracterizando-os quimicamente, além de especular sobre as condições supergênicas que propiciaram a formação de gerações tardias do mineral elevando consideravelmente as concentrações de fosfato. / Recent discoveries of carbonatite bodies in the state of Rio Grande do Sul created interest about the economic potential of these rocks. Associated with the granulitic complex Santa Maria Chico, the Três Estradas carbonatite presents a high content of apatite, making it a target to the implementation of an adventure for the production of phosphate, an important mineral for the production of inputs for the agricultural industry. In this project, this mineral was examined, as well as the weathering profile occurring in these rocks. A detailed study of the occurrence of this mineral associated with this carbonatite body was elaborated and revealed the presence of different generations of apatite along the weathering profile, evidencing processes of partial dissolution, chemical substitutions and precipitation. Once confirmed the existence of apatite of different generations, the study was directed to characterizing the populations and the geochemical environment associated with each one. Among the methods applied were the chemical analysis of the samples by x-ray fluorescence spectroscopy, electronic microprobe, Fourier-Transform infrared spectroscopy and micro Raman spectroscopy, the mineralogic analysis by x-ray diffraction, and the petrographic and textural analysis by optic microscopy complemented by scanning electron microscope. With the results obtained it was possible to comprehend the variations in the chemical composition of the apatite from the carbonatite and in the weathering profile of these rocks, allowing the identification of different types of occurrence and its chemical characteristics, as well as speculate about the supergenic condition that favored the formation of late generations of the mineral, what elevates considerably the phosphate concentration.

O presente estudo teve como objetivo investigar o Carbonatito Fazenda Varela, envolvendo a aplicação de um método geofísico, a magnetometria, que apresenta destaque na investigação de intrusões alcalinas. Os resultados do levantamento geofísico realizado no carbonatito, localizado no Distrito Alcalino de Lages, Santa Catarina, mostram uma forte assinatura magnética, sendo três anomalias reconhecidas na área do estudo: uma delas evidencia a presença de intensa magnetização remanente, enquanto as outras duas possuem polarização normal, ou seja, apresenta uma componente remanente fraca. A partir dos dados coletados no levantamento de campo foi realizada a inversão para obter modelos 3D, que permitiram avaliar a extensão, a geometria e os contrastes de susceptibilidades dos carbonatitos com as rochas sedimentares do Grupo Guatá, pertencentes à Formação Rio Bonito. Porém, a presença da magnetização remanente em um dos corpos gerou resultados imprecisos na inversão do campo magnético residual. Em função disso, foram aplicadas duas técnicas, a Integral Vertical do Sinal Analítico e o Sinal Analítico da Integral Vertical, para atenuar ou minimizar sua influência. Os resultados dos modelos 3D da distribuição do contraste de susceptibilidades indicaram três anomalias com extensões de 70m, 15m e 80m, e profundidades de 90m, 50m, 115m, respectivamente, sendo aqui apresentados e avaliados. / The present study aimed to investigate the Carbonatito Fazenda Varela, through the application of a geophysic method, magnetometry, which presents as a stand out investigation of alkaline intrusions. The results from magnetic survey that was held in Carbonatito Fazenda Varela, located in Alkaline District of Lages, Santa Catarina, reveal a strong magnetic signature, with highlight to three anomalies in the studied region: one of them has a strong remanent magnetization, whereas the other two have normal polarization, therefore, presents a weak remanent component. From the data collected through the survey, 3D models were obtained by inversion, which allowed to evaluate the extent, geometry and the contrasts of susceptibilities of the carbonatites with the sedimentary rocks of the Guatá Group, belonging to the Rio Bonito Formation. However, the presence of the remanent magnetization in one of the bodies produced inaccurate results in the inversion of the residual magnetic field. Thus, two techniques, the Vertical Integral of the Analytical Signal and the Analytical Signal of the Vertical Integral, were applied to attenuate or minimize its influence. The results of 3D models of susceptibility distribution indicated three anomalies with lengths of 70m, 15m, 80m, and depths of 90m, 50m, 115m, respectively, being presented and evaluated here.

O depósito laterítico de Nb (ETR, Ti) Morro dos Seis Lagos (MSL) é derivado de siderita carbonatito (SC). O gnaisse encaixante foi afetado por fenitização potássica (flogopita e ortoclásio + monazita, fluorapatita e bastnäsita). Há três tipos de SC: o de núcleo (siderita e hematita + acessórios Ce-Ba-pirocloro, Nb-brookita, Ti-maghemita e thorbastnäsita; uma variedade do de núcleo rica em ETR-P (siderita e hematita + Ce-Ba-pirocloro, monazita e bastnäsita; e o de borda (siderita e barita + gorceixita, rabdofano e Pb-Ba-pirocloro). Dados de inclusões fluidas e isótopos de C e O indicam que o SC de núcleo é tardi-magmático a hidrotermal e o de borda é hidrotermal. O SC de núcleo é o carbonatito mais rico em Fe e o mais pobre em Ca jamais descrito, é rico em Mn, Ba, Th, Pb, ETRL e Nb. A alta razão Nb/Ta indica líquidos residuais derivados por cristalização fracionada. Dados isotópicos (Sr e Nd) sugerem origem mantélica praticamente sem contaminação crustal. O complexo carbonatítico MSL representa a parte apical de sistema carbonatítico magmático diferenciado e o SC é relacionado a processos tardi-magmáticos a carbo-hidrotermais. O depósito de Nb é associado a lateritas de 6 tipos (do topo para a base): pisolítica, fragmentada, mosqueada, roxa, manganesífera e marrom. Todas são compostas por goethita (predominante nas partes inferior e superior) e hematita (predominante na porção intermediária). As lateritas superiores foram retrabalhadas. Na laterita manganesífera, os óxidos de Mn (hollandita e pirolusita) ocorrem em veios relacionados a evento tardio na formação das lateritas. O principal mineral de Nb é Nb-rutilo presente em todo o perfil, formado juntamente com Ce-pirocloro, Nb-goethita e cerianita. Nb-brookita formada a partir do Nb-rutilo ocorre como esférulas com estrutura Liesegang. Nb-rutilo e Nb-brookita incorporam Nb pela substituição [Fe3+ + (Nb, Ta) = 2Ti]. As lateritas têm teor médio de Nb2O5 de 2,91% e 5,00% de TiO2. A mineralização associada de ETR é de 3 tipos: primária, supergênica e clástica-autigênica (em bacias cársticas). O SC de núcleo tem concentração média de 0,70% de ETR2O3 (thorbastnäsita) e uma zona mais rica (1,48% de ETR2O3) com monazita e bastnasita. Nas lateritas inferiores (1,02% de Ce2O3) a cerianita-(Ce) intercalada na goethita foi formada pela decomposição do Ce-pirocloro; na laterita manganesífera (1,41% de Ce2O3) ocorre cerianita-(Ce) intercrescida com hollandita; nas lateritas superiores ocorre florencita-(Ce). Na bacia Esperança (233 m de espessura) a mineralização de ETR nas brechas do pacote inferior, ricas em fragmentos de SC, e nos ritmitos lacustres do pacote intermediário (com clastos de materiais ferruginosos relacionados aos estágios iniciais da alteração do siderita carbonatito) é principalmente clástica (monazita e florencita). No pacote superior (0 – 73 m, com 1,72 wt% de ETR2O3), formado por argila carbonosa rica em matéria orgânica, que marca a inversão do relevo, a florencita-(Ce) é autigênica, formada principalmente por dissolução de minerais da laterita retrabalhada, transporte e deposição em ambiente alcalino rico em Al e P. A evolução mineralógica e geoquímica dos ETR nesses três domínios são integrados em um modelo compreensível para o comportamento ETR no MSLD. / The Morro dos Seis Lagos Nb (REE, Ti) lateritic deposit is derived from a primary siderite carbonatite (SC). The country rock gneiss was affected by potassic fenitization (phlogopite and orthoclase + monazite, fluorapatite and bastnäsite). Three types of SC are recognized: core SC (siderite and hematite + Ce-Ba-pirocloro; Nb-brookita; Ti-maghemita; and thorbastnäsite; a REE-P-rich variety of CSC (siderite and hematite, + Ce-Ba-pyrochlore, monazite and bastnäsite; a border SC (BSC) (siderite and barite + gorceixite, rabdophane and Pb-Ba-pyrochlore). Fluid inclusion and C and O isotopic data indicate that the CSC is latemagmatic to hydrothermal and the BSC is hydrothermal. The CSC is the richest in Fe and the poorest in Ca siderite carbonatite yet recognized, has high Mn, Ba, Th, Pb, LREE and Nb contents. The high Nb/Ta ratio indicates residual liquids from fractional crystallization. Isotopic data (Sr and Nd) suggest the carbonatite has a mantle origin with essentially no crustal contamination. The Morro dos Seis Lagos Carbonatite Complex represent the uppermost parts of a differentiated carbonatite magmatic system, and the SC is related to latemagmatic- to- carbo-hydrothermal processes. The Nb deposit is associated to 6 laterite types (from top to bottom): pisolitic, fragmented, mottled, purple, manganiferous, brown. All are composed of goethite (in the lower and upper laterites) and hematite (in the intermediate types). The upper laterites were reworked. In the manganiferous laterite Mn-oxides (hollandite and pyrolusite) occur as veins formed in a late event during the development of the laterite. The main Nb ore mineral is Nb-rich rutile, which occurs in all laterites and is formed together with Ce-pyrochlore, Nb-rich goethite and cerianite. Nb-rich brookite formed from Nb-rich rutile occurs as broken spherules with Liesegang ring structure. Nb-rich rutile and Nb-rich brookite incorporate Nb following the [Fe3+ + (Nb, Ta) for 2Ti] substitution. The laterites have an average 2.91 wt.% of Nb2O5 and an average 5.00 wt.% of TiO2. The associated REE mineralization is of 3 types: primary, supergene and clastic-authigenic (karstic basins). The CSC has an average 0.70 wt% of REE2O3 (thorbastnäsite) and a rich zone 1.48wt.% of REE2O3 (monazite and bastnäsite). In the lower laterites (1.02 wt% Ce2O3) cerianite-(Ce) occurs as bands intercalated with goethite formed by pyrochlore breakdown; at the manganiferous laterite (1,41 wt.% Ce2O3) cerianite-(Ce) occurs intergrown with hollandite; florencite-(Ce) occurs in the reworked laterites. At the Esperança Basin (233m thick) the REE mineralization in breccia in lower package, rich in CSC fragments, and in rythmites in the intermediary package rich ferruginous materials related to the early stages of siderite carbonatite alteration, is clastic (monazite and florencite). In the upper package (0 – 73 m, 1,72 wt% of ETR2O3), formed by carbonaceous clay rich in organic matter, which marks the relief inversion, occurs an authigenic florencite-(Ce), fomed by dissolution of minerals from the reworked laterites, transportation and deposition in a alkaline environment rich in Al and P. The mineralogical and geochemical evolution of the REE is these three domains are integrated into a comprehensible model for the REE behavior at the MSLD.

A avaliação integrada de dados de geoquímica do solo, aerogamaespectrometria (eTh), mapeamento geológico e estrutural associado à descrição de furos de sondagem e afloramentos da região de Caçapava do Sul, sul do Brasil, levou à descoberta de dois corpos de carbonatitos. Estes corpos estão localizados próximos aos limites sudeste e leste do Granito Caçapava, intrudindo o Complexo Passo Feio. O sistema é composto por alvikitos de coloração rosada seguidos por beforsitos brancos tardios, ambos na forma de corpos tabulares deformados concordantes com a xistosidade e dobras das rochas encaixantes. Análises petrográficas e avaliações utilizando microscópio eletrônico de varredura demonstraram que a calcita é o mineral predominante nos alvikitos, sendo os seguintes minerais acessórios e traço: apatita, magnetita, ilmenita, biotita, badeleita, zircão, rutilo, minerais do grupo do pirocloro e minerais de elementos terras raras (ETR). O beforsito, caracterizado pela presença abundante de dolomita, possui os mesmos minerais acessórios e traço observados nos alvikitos. A metodologia utilizada para geocronologia foi U-Pb em zircões via laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS), executada em uma amostra de beforsito. A idade de cristalização fornecida pelo método foi de 603,2 ± 4,5 Ma, colocando a intrusão em um contexto de ambiente pós-colisional ediacarano, com tectonismo transpressivo predominante e atividade vulcânica marcada por características shoshoníticas. / The integrated evaluation of soil geochemistry, aerogammaspectrometry (eTh), geological and structural mapping associated with description of boreholes and outcrops of Caçapava do Sul region, southernmost Brazil, led to the discovery of two carbonatite bodies. They are located near to the east and southeast of Caçapava Granite, intruding the Passo Feio Complex. The system is composed by early alvikite pink-colored rock followed by late white beforsite dikes in deformed tabular units concordant with the host rock schistosity and folds. Petrographic and scanning electron microscopy show that the alvikites are dominantly by calcite with subordinate apatite, magnetite, ilmenite, biotite, baddeleyite, zircon, rutile, pyrochlore-like and rare earth element minerals. Beforsites have the same minor and accessory minerals of the alvikites. U-Pb zircon geochronology via laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) was performed on a beforsite sample, yielding a 603.2 ± 4.5 Ma crystallization age, in an Ediacaran post-collisional environment with transpressive tectonism and volcanic activity market by initial shoshonitic characteristics.

O estudo da geologia e geoquímica do carbonatito Seis Lagos e da jazida de Nb e ETR associada foi realizado a partir de testemunhos de dois furos de sondagem efetuados pela CPRM nos anos 70. Um dos furos, locado numa parte mais central do morro dos Seis Lagos, perfurou a crosta laterítica mineralizada, interpretada como formada a partir do carbonatito alterado. O outro furo, locado fora da estrutura mineralizada, perfurou a encaixante gnáissica e cortou, a 230 m de profundidade, um dique de carbonatito originalmente descrito neste trabalho. As técnicas utilizadas foram microscopia ótica, microscopia eletrônica, difratometria de raios X e análises químicas de rocha total por ICP. As características químicas e mineralógicas do carbonatito caracterizam-no como um siderita carbonatito. O Nb ocorre na forma mineralógica de chumbopirocloro; os ETR ocorrem principalmente na monazita e subordinadamente na barita e na gorceixita. O carbonatito apresenta concentrações anômalas de Nb, ETRL (especialmente pelo Ce), Ba, Sr e Pb. A crosta laterítica foi subdividida em 7 tipos texturais/composicionais, do topo para a base: crosta pisolítica, crosta fragmentada, crosta mosqueada, crosta roxa com oólitos, crosta manganesífera, crosta roxa e crosta marrom. Em todas as crostas, a hematita é o mineral mais abundante, seguido pela goethita; na crosta manganesífera (até 32% de MnO), o principal mineral de Mn é a hollandita; os ETR ocorrem na forma de florencita (secundária) e o Nb na forma de Nb-rutilo e Nb-brookita (ambos relictos). A Nb-brookita ocorre na forma de oólitos com estrutura do tipo anéis de Liesegang, sua origem pode ser ligada ao estágio hidrotermal. A crosta manganesífera exerceu um forte efeito (scavenger) sobre a distribuição vertical de alguns elementos, notadamente pelo Co, Ba, Ce e ETRP que, lixiviados de crostas superiores, foram enriquecidos na crosta manganesífera. A remobilização dos ETR durante a lateritização foi bem menor nas crostas mais inferiores. Nestas, o Ce4+ foi fortemente estabilizado e enriquecido em até 10 vezes. Além deste, somente o La foi apenas localmente um pouco enriquecido. O enriquecimento do Nb na laterita em relação ao carbonatito foi da ordem de 10 vezes, eventualmente atingindo 100 vezes. As modificações nas concentrações de Nb ao longo do perfil laterítico são associadas a variações nas composições do protólito e aos processos de abatimento da laterita. Um processo de bauxitização posterior parece ter afetado a parte superior do perfil laterítico; parte da florencita aí existente pode ser ligada a esta fase. / The geology and geochemistry of the Seis Lagos carbonatite and the Nb and REE bearing associated ore deposit were studied using cores of two drill holes performed by CPRM in the 70´s. One of the drills, allocated in a central part of the Seis Lagos hill, cut a weathered and mineralized lateritic crust that was interpreted as formed by the carbonatite alteration. The other core, allocated outside the mineralized structure, cut the gneissic host rock and a carbonatite dyke, at 230m depth. This carbonatite is first described in this report. The techniques used in this work were the optic microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and ICP bulk rock chemical analyses. The chemical and mineralogical carbonatite data classify it as a siderite carbonatite. Th and Nb occur as plumbopyrochlore; REE as monazite and, subordinately, in barite and gorceixite. Anomalous concentrations of Nb, LREE (especially Ce), Ba, Sr and Pb were found in the carbonatite. The lateritic crust were subdivided in 7 textural/compositional types, from top to bottom: pisolitic crust, fragmented crust, mottled crust, purple crust with oolits, manganesitic crust, purple crust and brown crust. In all of the crusts, the hematite is the main mineral, followed by goethite; at the manganesitic crust (up to 32% of MnO), the main Mn mineral is hollandite; the REE occurs as florencite (secondary) and the Nb crystallize as Nb-rutile and Nb-brookite (both relict). The Nb-brookite occurs at the form of oolits with Liesegang rings structures, and its genesis may be connected to a hydrothermal stage. The manganesitic crust produced a strong effect (scavenger) over the vertical distribution of some elements, especially the Co, Ba, Ce and HREE that were leached from upper crusts and enriched in the manganesitic crust. The remobilization of REE during the lateritization process was less effective in the lower crusts. In these, the Ce4+ was strongly stabilized and enriched up to 10 times. In addition to this, only the La was locally slightly enriched. The enrichment of Nb in laterite, in relation to the carbonatite, was on average 10 times, eventually up to 100 times. The change in the Nb concentrations along the laterite profile was associated to the changes in the protolith composition and laterite collapse process. A posterior bauxitic process seems to have affected the upper lateritic profile, and part of the florencite can be connected to this stage.

O presente estudo teve como objetivo investigar o Carbonatito Fazenda Varela, envolvendo a aplicação de um método geofísico, a magnetometria, que apresenta destaque na investigação de intrusões alcalinas. Os resultados do levantamento geofísico realizado no carbonatito, localizado no Distrito Alcalino de Lages, Santa Catarina, mostram uma forte assinatura magnética, sendo três anomalias reconhecidas na área do estudo: uma delas evidencia a presença de intensa magnetização remanente, enquanto as outras duas possuem polarização normal, ou seja, apresenta uma componente remanente fraca. A partir dos dados coletados no levantamento de campo foi realizada a inversão para obter modelos 3D, que permitiram avaliar a extensão, a geometria e os contrastes de susceptibilidades dos carbonatitos com as rochas sedimentares do Grupo Guatá, pertencentes à Formação Rio Bonito. Porém, a presença da magnetização remanente em um dos corpos gerou resultados imprecisos na inversão do campo magnético residual. Em função disso, foram aplicadas duas técnicas, a Integral Vertical do Sinal Analítico e o Sinal Analítico da Integral Vertical, para atenuar ou minimizar sua influência. Os resultados dos modelos 3D da distribuição do contraste de susceptibilidades indicaram três anomalias com extensões de 70m, 15m e 80m, e profundidades de 90m, 50m, 115m, respectivamente, sendo aqui apresentados e avaliados. / The present study aimed to investigate the Carbonatito Fazenda Varela, through the application of a geophysic method, magnetometry, which presents as a stand out investigation of alkaline intrusions. The results from magnetic survey that was held in Carbonatito Fazenda Varela, located in Alkaline District of Lages, Santa Catarina, reveal a strong magnetic signature, with highlight to three anomalies in the studied region: one of them has a strong remanent magnetization, whereas the other two have normal polarization, therefore, presents a weak remanent component. From the data collected through the survey, 3D models were obtained by inversion, which allowed to evaluate the extent, geometry and the contrasts of susceptibilities of the carbonatites with the sedimentary rocks of the Guatá Group, belonging to the Rio Bonito Formation. However, the presence of the remanent magnetization in one of the bodies produced inaccurate results in the inversion of the residual magnetic field. Thus, two techniques, the Vertical Integral of the Analytical Signal and the Analytical Signal of the Vertical Integral, were applied to attenuate or minimize its influence. The results of 3D models of susceptibility distribution indicated three anomalies with lengths of 70m, 15m, 80m, and depths of 90m, 50m, 115m, respectively, being presented and evaluated here.

Submitted by REJANE LIMA LUCIANO null (rejell@gmail.com) on 2016-05-11T13:16:32Z No. of bitstreams: 1 Tese_Rejane Luciano.pdf: 19192915 bytes, checksum: a962da38352827e62f035a8401c8eaf5 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-13T12:57:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 luciano_rl_dr_rcla.pdf: 19192915 bytes, checksum: a962da38352827e62f035a8401c8eaf5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-13T12:57:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 luciano_rl_dr_rcla.pdf: 19192915 bytes, checksum: a962da38352827e62f035a8401c8eaf5 (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Este trabalho verificou que as rochas metacarbonatíticas do Complexo Metacarbonatítico de Angico dos Dias (CMCAD), constituídas principalmente por calcita, apatita, olivina, flogopita e magnetita dispõem-se em dois conjuntos: um localizado na mina de fosfato da Galvani (corpo principal, Campo Alegre de Lourdes-BA) e o outro na Fazenda Pimenteira (Caracol-PI). Variação no conteúdo de apatita, minerais ferro-magnesianos e magnetita configura um acamadamento cumulático e permite individualizar cinco fácies petrográficas (contatos graduais). Além disso, exibem manto intempérico, que resulta no minério de fosfato residual (apatitito). Registram pelo menos três fases deformacionais marcadas por estruturas primárias (acamamento reliquiar - S0) que devido aos processos de transposição (D1) da foliação S1 e da deformação D2 associada às zonas de cavalgamento (S2) se mantêm de forma escassa nas áreas menos deformadas. D2 evolui para um bandamento tectônico vertical (S3) nas zonas de cisalhamento (D3). Dados isotópicos indicam que as rochas metacarbonatíticas, datadas em 2.011±6Ma (U-PB em badeleíta e zircão), originaram-se de uma fonte mantélica enriquecida e que o enriquecimento em 18O é reflexo do reequilíbrio durante o metamorfismo/ hidrotermalismo relacionado ao Evento Brasiliano. Dados petrográficos e de química mineral apontam: que a olivina altera para serpentina, tremolita, antofilita e magnetita; que é comum a exsolução de dolomita em calcitas e de ilmenita em magnetitas e; que os carbonatitos foram parcialmente silicificados. As demais rochas do CMCAD, milonitizadas e metamorfizadas em fácies anfibolito alto (mesopertitas), exibem processo de potassificação (fenitização), metassienito e metassienogranito, além de processos de sericitização, saussuritização e epidotização dos plagioclásios. O evento metassomático/hidrotermal (fácies xisto verde médio a alto) tem caráter regional e atinge além das rochas do CMCAD as rochas do Complexo Sobradinho-Remanso. Dados geoquímicos classificam as rochas metacarbonatíticas principalmente como calciocarbonatitos. Aquelas intensamente hidrotermalizadas são classificadas como ferrocarbonatitos e magnesiocarbonatitos. Indicam filiação magmática comum para todos os cinco litofácies, associada a processos de diferenciação magmática por segregação mineral. / This study found that the metacarbonatite rocks of the Angico dos Dias Metacarbonatite Complex (CMCAD), consisting mainly of calcite, apatite, olivine, phlogopite and magnetite are arranged in two sets: one located at the phosphate mine Galvani (main body, Campo Alegre de Lourdes-BA) and the other at the Farm Pimenteira (Caracol-PI). Variation in the content of apatite, iron-magnesium minerals and magnetite sets up a cumulatic layering and allows individualize five petrographic facies (gradual contacts). Furthermore, exhibit weathering mantle, which results in the residual phosphate ore (apatite-rock). Register at least three deformational phases marked by primary structures (layering reliquiar - S0) that due to the transposition process (D1) of the foliation S1 and D2 deformation associated with thrust zones (S2) remain scantily the least deformed areas. D2 evolves into a tectonic vertical banding (S3) in the shear zones (D3). Isotopic data indicate that metacarbonatite rocks, dated at 2,011 ± 6Ma (U-PB in baddeleyite and zircon), originated from a mantle source enriched and the enrichment in 18O reflects the rebalancing during metamorphism/hydrothermalism related the Brasiliano Event. Petrography and mineral chemistry data point: the olivine changes to serpentine, tremolite, anthophyllite and magnetite; which it is common to exsolution of dolomite in calcite and ilmenite in magnetite and; that carbonatites were partially silicified. The other rocks CMCAD, mylonite and metamorphosed to amphibolite facies high (perthites) exhibit potassification process (fenitization), metasyenite and metasyenogranite, and sericitization, saussuritization and epidotization processes of plagioclase. The metasomatic/hydrothermal event (medium to high greenschist facies) has regional character and reaches beyond CMCAD rocks the rocks of Sobradinho-Remanso Complex. Geochemical data classify metacarbonatite rocks mainly as calcium carbonatites. Those intensely hydrothermalized are classified as iron metacarbonatites and magnesium carbonatites. Indicate common magmatic membership for all five lithofacies, associated with magmatic differentiation processes for mineral segregation.

O estudo da geologia e geoquímica do carbonatito Seis Lagos e da jazida de Nb e ETR associada foi realizado a partir de testemunhos de dois furos de sondagem efetuados pela CPRM nos anos 70. Um dos furos, locado numa parte mais central do morro dos Seis Lagos, perfurou a crosta laterítica mineralizada, interpretada como formada a partir do carbonatito alterado. O outro furo, locado fora da estrutura mineralizada, perfurou a encaixante gnáissica e cortou, a 230 m de profundidade, um dique de carbonatito originalmente descrito neste trabalho. As técnicas utilizadas foram microscopia ótica, microscopia eletrônica, difratometria de raios X e análises químicas de rocha total por ICP. As características químicas e mineralógicas do carbonatito caracterizam-no como um siderita carbonatito. O Nb ocorre na forma mineralógica de chumbopirocloro; os ETR ocorrem principalmente na monazita e subordinadamente na barita e na gorceixita. O carbonatito apresenta concentrações anômalas de Nb, ETRL (especialmente pelo Ce), Ba, Sr e Pb. A crosta laterítica foi subdividida em 7 tipos texturais/composicionais, do topo para a base: crosta pisolítica, crosta fragmentada, crosta mosqueada, crosta roxa com oólitos, crosta manganesífera, crosta roxa e crosta marrom. Em todas as crostas, a hematita é o mineral mais abundante, seguido pela goethita; na crosta manganesífera (até 32% de MnO), o principal mineral de Mn é a hollandita; os ETR ocorrem na forma de florencita (secundária) e o Nb na forma de Nb-rutilo e Nb-brookita (ambos relictos). A Nb-brookita ocorre na forma de oólitos com estrutura do tipo anéis de Liesegang, sua origem pode ser ligada ao estágio hidrotermal. A crosta manganesífera exerceu um forte efeito (scavenger) sobre a distribuição vertical de alguns elementos, notadamente pelo Co, Ba, Ce e ETRP que, lixiviados de crostas superiores, foram enriquecidos na crosta manganesífera. A remobilização dos ETR durante a lateritização foi bem menor nas crostas mais inferiores. Nestas, o Ce4+ foi fortemente estabilizado e enriquecido em até 10 vezes. Além deste, somente o La foi apenas localmente um pouco enriquecido. O enriquecimento do Nb na laterita em relação ao carbonatito foi da ordem de 10 vezes, eventualmente atingindo 100 vezes. As modificações nas concentrações de Nb ao longo do perfil laterítico são associadas a variações nas composições do protólito e aos processos de abatimento da laterita. Um processo de bauxitização posterior parece ter afetado a parte superior do perfil laterítico; parte da florencita aí existente pode ser ligada a esta fase. / The geology and geochemistry of the Seis Lagos carbonatite and the Nb and REE bearing associated ore deposit were studied using cores of two drill holes performed by CPRM in the 70´s. One of the drills, allocated in a central part of the Seis Lagos hill, cut a weathered and mineralized lateritic crust that was interpreted as formed by the carbonatite alteration. The other core, allocated outside the mineralized structure, cut the gneissic host rock and a carbonatite dyke, at 230m depth. This carbonatite is first described in this report. The techniques used in this work were the optic microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and ICP bulk rock chemical analyses. The chemical and mineralogical carbonatite data classify it as a siderite carbonatite. Th and Nb occur as plumbopyrochlore; REE as monazite and, subordinately, in barite and gorceixite. Anomalous concentrations of Nb, LREE (especially Ce), Ba, Sr and Pb were found in the carbonatite. The lateritic crust were subdivided in 7 textural/compositional types, from top to bottom: pisolitic crust, fragmented crust, mottled crust, purple crust with oolits, manganesitic crust, purple crust and brown crust. In all of the crusts, the hematite is the main mineral, followed by goethite; at the manganesitic crust (up to 32% of MnO), the main Mn mineral is hollandite; the REE occurs as florencite (secondary) and the Nb crystallize as Nb-rutile and Nb-brookite (both relict). The Nb-brookite occurs at the form of oolits with Liesegang rings structures, and its genesis may be connected to a hydrothermal stage. The manganesitic crust produced a strong effect (scavenger) over the vertical distribution of some elements, especially the Co, Ba, Ce and HREE that were leached from upper crusts and enriched in the manganesitic crust. The remobilization of REE during the lateritization process was less effective in the lower crusts. In these, the Ce4+ was strongly stabilized and enriched up to 10 times. In addition to this, only the La was locally slightly enriched. The enrichment of Nb in laterite, in relation to the carbonatite, was on average 10 times, eventually up to 100 times. The change in the Nb concentrations along the laterite profile was associated to the changes in the protolith composition and laterite collapse process. A posterior bauxitic process seems to have affected the upper lateritic profile, and part of the florencite can be connected to this stage.

A avaliação integrada de dados de geoquímica do solo, aerogamaespectrometria (eTh), mapeamento geológico e estrutural associado à descrição de furos de sondagem e afloramentos da região de Caçapava do Sul, sul do Brasil, levou à descoberta de dois corpos de carbonatitos. Estes corpos estão localizados próximos aos limites sudeste e leste do Granito Caçapava, intrudindo o Complexo Passo Feio. O sistema é composto por alvikitos de coloração rosada seguidos por beforsitos brancos tardios, ambos na forma de corpos tabulares deformados concordantes com a xistosidade e dobras das rochas encaixantes. Análises petrográficas e avaliações utilizando microscópio eletrônico de varredura demonstraram que a calcita é o mineral predominante nos alvikitos, sendo os seguintes minerais acessórios e traço: apatita, magnetita, ilmenita, biotita, badeleita, zircão, rutilo, minerais do grupo do pirocloro e minerais de elementos terras raras (ETR). O beforsito, caracterizado pela presença abundante de dolomita, possui os mesmos minerais acessórios e traço observados nos alvikitos. A metodologia utilizada para geocronologia foi U-Pb em zircões via laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS), executada em uma amostra de beforsito. A idade de cristalização fornecida pelo método foi de 603,2 ± 4,5 Ma, colocando a intrusão em um contexto de ambiente pós-colisional ediacarano, com tectonismo transpressivo predominante e atividade vulcânica marcada por características shoshoníticas. / The integrated evaluation of soil geochemistry, aerogammaspectrometry (eTh), geological and structural mapping associated with description of boreholes and outcrops of Caçapava do Sul region, southernmost Brazil, led to the discovery of two carbonatite bodies. They are located near to the east and southeast of Caçapava Granite, intruding the Passo Feio Complex. The system is composed by early alvikite pink-colored rock followed by late white beforsite dikes in deformed tabular units concordant with the host rock schistosity and folds. Petrographic and scanning electron microscopy show that the alvikites are dominantly by calcite with subordinate apatite, magnetite, ilmenite, biotite, baddeleyite, zircon, rutile, pyrochlore-like and rare earth element minerals. Beforsites have the same minor and accessory minerals of the alvikites. U-Pb zircon geochronology via laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) was performed on a beforsite sample, yielding a 603.2 ± 4.5 Ma crystallization age, in an Ediacaran post-collisional environment with transpressive tectonism and volcanic activity market by initial shoshonitic characteristics.