En el presente trabajo se analiza la composición mineralógica y química de los sedimentos activos y preindustriales de los principales ríos que conforman la cuenca del Río Limarí (Región de Coquimbo, Chile). El objetivo es determinar la influencia que tiene tanto la geología como la actividad antropogénica sobre los sedimentos fluviales que componen la cuenca. Luego, en base a la abundancia de metales pesados, establecer su calidad ambiental. Se estima que los resultados de este trabajo son de particular interés en esta zona debido a la estrecha interacción que existe entre sus principales actividades económicas, correspondientes a agricultura y minería. Se analizó la fracción fina (<180 µm) de los sedimentos, la cual se estima representativa de la carga en suspensión. La composición química fue determinada mediante espectrometría de masa y la composición mineralógica mediante difracción de Rayos-X. Los datos fueron procesados utilizando herramientas tales como diagramas de variación geográfica y redes neuronales artificiales. Estos diagramas permitieron realizar una caracterización geoquímica y mineralógica de la cuenca y definir cuáles son los factores más influyentes sobre la composición de los sedimentos. Los resultados obtenidos indican que los factores naturales con mayor influencia sobre la composición química y mineralógica de los sedimentos son: la composición química del basamento rocoso, la presencia de zonas mineralizadas, el efecto de dilución (o concentración) asociado a la confluencia con ríos tributarios y la geomorfología de los valles. Por otro lado, entre los factores antropogénicos se destacó la influencia asociada a la agricultura (uso de fertilizantes), a la minería (lixiviación del material de descarte hacia los ríos) y a la urbanización (descargas urbanas). Los resultados también sugieren que el sistema de embalses ha afectado el régimen hidrodinámico natural modificando tanto la carga en suspensión como los patrones de sedimentación. En particular, los sedimentos activos de algunos cursos fluviales presentan concentraciones de elementos muy superiores al promedio de la cuenca, evidenciando anomalías geoquímicas. Los casos más representativos corresponden a: 1) curso superior del Río Hurtado, presenta altas concentraciones de Cu, Cd, As, Zn, Y, Co, Ni, Se, Bi, Tl, Be, U, MnO, Mo, Sn y HREE asociados a una zona de alteración hidrotermal en la Cordillera de los Andes; 2) curso medio del Estero Ingenio, presenta elevadas concentraciones de Cu, Hg, Au, Fe2O3, Bi, Co, Ni, Sb, Ag y Au asociados a las descargas de la planta La Cocinera (planta de flotación de Cu, Au y Ag); 3) curso superior del Estero Punitaqui (aguas abajo de la Quebrada Los Mantos), presenta elevadas concentraciones de Cu, Hg, Au y Total S asociados a la mina Mantos de Punitaqui. Por lo tanto, los resultados permiten concluir que la ocurrencia anómala de metales pesados en los sedimentos tienen un origen natural, antrópico o mixto, correspondientes a los procesos de lixiviación tanto de cuerpos mineralizados, como lixiviación de materiales de descarte asociados a yacimientos metálicos y plantas de beneficio que son explotados por la pequeña y mediana minería. La toxicidad de los sedimentos se determinó comparando los resultados con parámetros internacionales. Los resultados mostraron que en diversas localidades de la cuenca, las concentraciones de Cu, Cd, Hg, As, Zn y Cr, son superiores a los máximos recomendados, razón por la cual existe una alta probabilidad de que en algunos sectores de la cuenca, los ecosistemas asociados se vean afectados en forma negativa.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2007. Texto parcialmente liberado pelo autor em PDF sem capítulos 3 e 4 / Submitted by Debora Freitas de Sousa (deborahera@gmail.com) on 2009-09-10T19:02:56Z No. of bitstreams: 1 2007_AnaMariaCorreMartinez_final.pdf: 9652405 bytes, checksum: 21891b1e7ff9101e9a6d1f314323ff2b (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2009-12-16T12:51:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_AnaMariaCorreMartinez_final.pdf: 9652405 bytes, checksum: 21891b1e7ff9101e9a6d1f314323ff2b (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-16T12:51:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_AnaMariaCorreMartinez_final.pdf: 9652405 bytes, checksum: 21891b1e7ff9101e9a6d1f314323ff2b (MD5) Previous issue date: 2007-12 / Estudos petrográficos, geoquímicos, geocronológicos e isotópicos realizados nesta pesquisa permitiram estabelecer relações genéticas entre corpos de rochas ultramáficas e um conjunto de unidades máficas que ocorrem na cidade de Medellín e adjacências, na região do vale de Aburrá, setor noroeste da Cordilheira Central da Colômbia. As rochas ultramáficas compõem o Maciço Ultramáfico de Medellín e as unidades máficas são conhecidas como Metagabro de El Picacho, Metagabro de Boqueron e Anfibolito de Santa Elena. O Maciço Ultramáfico de Medellín consiste principalmente de dunito e em menor proporção de cromititos, harzburgito, diques ultramáficos e wehrlito. Peridotito intensamente recristalizado ocorre na base dos corpos ultramáficos. Há harzburgito com ortopiroxênio preservado (Tipo-I) e harzburgito onde o ortopiroxênio foi totalmente substituído por pseudomorfos (Tipo-II). Dunito ocorre em corpos extensos e também em bandas dentro de harzburgito Tipo-II. Os cromititos podiformes com envelopes de dunito estão associados com harzburgito Tipo-II. Wehrlito ocorre em corpos pequenos e esparsos na parte mais superior da seção ultramáfica próximo ao limite com a crosta máfica. Harzburgito Tipo-I é interpretado como peridotito residual após aproximadamente 15 a 17% de fusão parcial do manto lherzolítico. Dunito em bandas intercaladas com harzburgito Tipo-II é interpretado como resultante da interação fusão/rocha, ou seja, da reação do harzbugito com fusões percolantes dos tipos MORB ou BABB. Wehrlito é interpretado como peridotito impregnado resultante da interação de dunito com fusões do tipo MORB (ou BABB) e provavelmente também com fusões hidratadas. Os cromititos podiformes são principalmente concordantes e, em menor proporção, discordantes dos peridotitos hospedeiros. Os cromititos são do tipo rico em alumínio e exibem diferenças composicionais entre alguns depósitos. Estas diferenças são interpretadas como devidas a históricos de cristalização distintos ou à precipitação a partir de magmas com composições variáveis devido à mistura de magmas. Os resultados isotópicos de Re-Os em cromititos, dunito e harzburgito confirmam a existência de magmas com composição isotópica distinta. Há evidências de que processos de reação entre fusões percolantes e o harzburgito hospedeiro foram importantes no maciço peridotítico e provavelmente estas interações permitaram a formação dos cromititos. Desta maneira muitas das concentrações de cromita provavelmente cristalizaram como resultado da saturação em cromo dos magmas percolantes depois da sua interação com os peridotitos. O conjunto de dunito, harzburgito Tipo-II, cromititos e wehrlito é interpretado como a Zona de Transição do Ofiolito de Aburrá, onde aconteceram reação e impregnação. O ofiolito é classificado como do tipo Harzburgito. A evolução tectonomagmática do maciço peridotítico compreendeu pelo menos dois estágios. Durante o primeiro estágio uma suite composta de espinélio harzburgito foi formada durante a fusão parcial do manto. No segundo estágio o espinélio harzburgito foi afetado pela percolação de fusões tipo MORB ou BABB. O Metagabro de El Picacho preserva estruturas, texturas e composição ígneas dos protólitos que permitem classificá-las como cumulatos gabróicos. São equivalentes aos gabros acamadados ou inferiores de outros ofiolitos como o de Omã. A presença de pargasita nos metagabros e nos wehrlitos adjacentes sugere processo tardi-magmático comum entre a parte superior da zona de transição do manto e a crosta máfica inferior do ofiolito. Esta unidade apresenta evidência de recristalização na crosta oceânica produzida por deformação dinâmica e alteração hidrotermal em temperaturas decrescentes desde ~850 até ~550º C em condições de baixa pressão (<2 kbar). Plagiogranitos associados aos metagabros possivelmente se formaram a partir da fusão parcial dos gabros sob regime de alteração hidrotermal de alta temperatura ou deformação sin-alojamento. O Metagabro de Boquerón consiste em rochas metagabroicas cujo protólito tinha uma razão LaN/YbN (0.89-1.48) maior do que o protólito dos metagabros de El Picacho (LaN/YbN < 0.64). Estes gabros apresentam semelhanças com os gabros isotrópicos, varitexturados e superiores do ofiolito de Omã. Exibem evidências de alteração hidrotermal de fundo oceânico ocorrida a temperaturas (~680 e 550º C) menores do que nas rochas de El Picacho e novamente deformados provavelmente após alojamento no continente. Os Anfibolitos de Santa Elena correspondem principalmente a lavas máficas ou também a metagabros. Suas características químicas indicam que foram líquidos do tipo MORB que guardam semelhanças com as lavas e diques de Omã. Exibem evidências de ter atingido equilíbrio metamórfico na fácies anfibolito, mas as paragêneses metamórficas registram diferenças de pressão e temperatura ao longo da unidade. Essas diferenças podem ser atribuídas em parte à sua proximidade ao contato com os peridotitos e a corpos intrusivos, os quais podem ter afetado termicamente as associações metamórficas pretéritas. Idade U-Pb obtida em zircão de um plagiogranito é de aproximadamente 216,6±0,4 Ma e é interpretada como o evento de deformação e fusão parcial dos gabros na crosta oceânica, ou seja, que indica a idade mínima do ofiolito. As composições isotópicas de neodímio nas três unidades máficas são semelhantes e indicam derivação dos magmas originais de manto empobrecido. Alguns resultados de isótopos de Sr indicam possível interação com água do mar. Enquanto nos metagabros foram preservadas evidências de metamorfismo de fundo oceânico, nos anfibolitos as características de alteração hidrotermal adquiridas no ambiente oceânico foram obliteradas. Esta maior deformação nos anfibolitos possivelmente aconteceu durante o empurrão intra-oceânico e alojamento na margem continental. Os resultados obtidos nesta pesquisa permitem concluir que as unidades máficas, félsica, e o maciço ultramáfico representam um ofiolito, para o qual se propõe o nome de Ofiolito de Aburrá. As características geológicas e geoquímicas de todas as unidades estudadas são consistentes com uma evolução conjunta num mesmo sistema oceânico do tipo retro-arco. ________________________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Petrographic, gechemical, isotopic and geochronological studies carried out in this research aimed to establish the genetic relationships between a group of ultramafic bodies and a set of mafic belts that occur around the city of Medellín along the Aburrá Valley in the northwestern sector of the Colombian Central Cordillera. The ultramafic rocks are part of the Medellín Ultramafic Massif, whereas the mafic units are named El Picacho Metagabbro, Boquerón Metagabbro and Santa Elena Amphibolite. The Medellín Ultramafic Massif consists mainly of dunite and in less proportion of chromitites, harzburgite, ultramafic dykes and wehrlite. Strongly recrystallized peridotite occurs at the base such ultramafic bodies. Harzburgite with preserved orthopyroxene is denominated as I-Type, whereas harzburgite with pseudomorphos after orthopyroxene is denominated as II-Type. Dunite forms extensive bodies, but also occurs as milimetric to centimetric bands within II-Type harzburgite. Chromitite bodies with dunite envelopes are associated with II-Type harzburgite. Wehrlite are barely found in the uppermost part of the ultramafic section close to the limit of the mafic crust. I-Type harzburgite corresponds to the lower peridotite after ~15-17% partial melting of lherzolite mantle. Dunite bands within II-Type harzburgite are interpreted as the result of melt/rock interaction of harzburgite with MORB or BABB melts. Werhlite is interpreted as impregnated peridotite, resulting from the interaction between dunite and Hydrous MORB (or BABB)melts. Podiform chromitites are generally Al-rich and lie conformably within the host peridotite. They exhibit compositional differences among individual deposits, which are attributed to different crystallization histories or to slight differences in parent magma composition. Re-Os isotopic results obtained from chromitites, dunite and harzburgite also confirm the occurrence of melts with different Re-Os isotopic compositions. Reactions between host harzburgite and percolating melts with composition varying between mid-ocean ridge basalt (MORB) and back-arc basalt (BABB) types coupled with magma mixing probably played an important role in the formation of most chromitite bodies en the Aburrá Ophiolite. At least part of the chromitites crystallized owing to chrome saturation in the percolating melts after interaction with peridotites. The group consisting of dunite, II-Type harzburgite, chromitites and wehrlite is interpreted as the Transition Zone of the Aburrá Ophiolite, and represent the loci where most of the impregnation and reactions took place. The overwhelming abundance of harzburgite among other lithotypes within the Aburrá Pphiolite lead to it’s classification as Harzburgite-Type. At least two stages of tectonomagmatic evolution of the peridotites were identified. During the first stage, a suite of spinel harzburgite was affected by percolating MORB- or BABB-type melts. These processes probably took place en an oceanic back-arc environment. El Picacho Metagabbro locally preserves most of its igneous structures, textures, and geochemical composition, which permits to consider as gabbroic cumulates. They are equivalent to the lower gabbros from other ophiolite such as Oman Ophiolite. Igneous pargasite have been identified in these metagabbros, as well as in the adjacent wehrlites. This is an indication that these amphiboles were produced through a post-magmatic process that usually take place between the upper part of the transition zone of the mantle and the lower part of the mafic crust of the ophiolites. This unit presents evidence of recrystallization within the oceanic crust produced by dynamic deformation and hydrothermal alteration at decreasing temperatures from ~850 to 550° C and low pressure (<2 kbar). Plagiogranites occur associated within might have been formed by partial melting of the gabbros promoted by high temperature hydrothermal alteration coupled with sin obduction deformation. Boquerón Metagabbro might have had a much more fractionated protholith (Lan/Ybn=0.89-1.48) than El Picacho metagabbros (Lan/Ybn < 0.64). The Boquerón unit resembles those varied-textured upper gabbros from Oman Ophiolite. They exhibid typical ocean floor-type hydrothermal alteration, and another metamorphism with temperatures range from~680 to 550° C, which were lower than those from El Picacho. This metamorphism might have taken place after emplacement upon the continent. Santa Elena Amphibolite might represent recrystallized mafic lavas or it may also correspond to metagabbros. The geochemical signatures indicate that they were MORB-Type magmas, which are similar to those from lavas anddykes from Oman Ophiolite. They exhibit metamorphic paragenesis which has equilibrated under the amphibolites facies conditions. Variations of pressure and temperatures were observed along this unit, which is ascribed to the thermal effect of the nearby intrusive bodies that may have modified the original metamorphic assemblage. U-Pb dating carried out on zircon grains from the plagiogranite yielded a concordant age of 216.6-+0.4 Ma, which is interpreted as the age of the deformation and partial melting of the gabbros within the oceanic crust, i.e. it can be considered as the minimum age of the ophiolite. Neodymium isotopic compositions are very similar among the three mafic units, which indicate an origin from the same parental magma type which was derived from a depleted matle source. Some strontium isotopic results indicate interaction with sea water. Gabbroic rocks preserve most of the evidence of ocean floor metamorphism, whereas amphibolites has their igneous features and ocean floor alteration obliterated.This can be explained possibly because the amphibolite might have undergone stronger deformation rates during intra-ocean thrusting and emplacement upon the continental margin. The results obtained in this study allow concluding that mafic and felsic rocks, and the ultramafic massif represent an almost complete ophiolite pile, which is named Aburrá Ophiolite. The geological features and geochemical data shown in this study are consistent with the hypothesis that these ophiolitic units have evolved in an oceanic back arc-type environment.

Concentrações de fluoreto, até 11 mg L-1, têm sido detectadas no aqüífero da Formação Santa Maria, Sistema Aqüífero Guarani, na região central do Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. As águas subterrâneas são utilizadas para abastecimento público e levaram a incidência de fluorose dental. Esta área é a maior produtora de tabaco no Brasil, com uma longa história de aplicação de fertilizantes. Duas hipóteses são investigadas na busca de elucidar a origem das anomalias de flúor, a primeira, se refere à contaminação desencadeada pelo uso de fertilizantes fosfatados nas plantações de tabaco, e a segunda relacionada à causa natural, geogênica, determinada por interações rocha-fluido no aqüífero confinado. A hipótese antropogênica é testada nos solos e águas do aqüífero freático. O monitoramento das concentrações de fluoreto em campo, durante o período de dois anos e os experimentos de laboratório de retenção e lixiviação de fluoreto em solos mostram que este elemento é retido pelos solos argilosos. Durante o período de monitoramento das águas do freático, concentrações maiores que 0,16 mg L-1 não foram registradas, confirmando que o fluoreto é sorvido pelos solos argilosos ou transportado para horizontes mais permeáveis para superfície ou água subterrânea, em processo lento. Análise estatística fatorial e de agrupamento associada a técnicas de modelamento geoquímico apontaram as afinidades químicas das águas subterrâneas e possíveis origens para o fluoreto. As águas subterrâneas da Formação Santa Maria são distinguidas em quatro grupos hidroquímicos, o primeiro, cloretado sódico, evolui para águas subterrâneas bicarbonatadas sódicas, e ambos grupos apresentam anomalias de fluoreto. O terceiro grupo é de águas bicarbonatadas cálcicas e o quarto tem o magnésio como parâmetro característico. As hipóteses lançadas são também discutidas com base em análises de isótopos estáveis da água, e de sulfato e nitrato dissolvidos nas águas subterrâneas, que indicam a precipitação meteórica como a principal fonte de recarga do aqüífero estudado. A composição isotópica do sulfato da água é similar a do sulfato nos fertilizantes, não sendo possível distingui-lo de outras fontes que também apresentam assinaturas isotópicas semelhantes. No entanto, os isótopos do nitrato dissolvido nas águas subterrâneas e dos fertilizantes sugerem que não existe uma relação direta com o uso de fertilizantes NPK. Os dados apresentados indicam que os elevados teores de fluoreto no aqüífero da Formação Santa Maria resultam de interações água-rocha associadas à circulação de fluídos em estruturas tectônicas regionais levando a mistura de águas subterrâneas de aqüíferos mais profundos.

O granito Europa intrude rochas do Grupo Iricoumé, que é constituído predominantemente por rochas vulcanoclásticas de ambiente subaéreo (ignimbritos ricos em cristais, tufos maciços finos e arenitos sílticos tufáceos) e, subordinadamente, por riolitos hipabissais com composições equivalentes a sienogranitos, provavelmente geradas em ambiente do tipo caldeira. O granito Europa é um pertita granito (hipersolvus) de natureza peralcalina, não têm relação genética com as rochas vulcânicas do Grupo Iricoumé, mas pode ter sido originado em estágios de ressurgência. Dados petrográficos e geoquímicos atestam que a cristalização fracionada foi o principal mecanismo atuante durante a cristalização, gerando as fácies 1 e 2 (mais evoluída). Anomalias de Nb no solo sobre a fácies 2 são relacionadas à desestabilização de astrofilita por processo intempérico. / The Europa granite is intrusive in rocks of Iricoumé Group, which is constituted principally by vulcanoclastic rocks formed in a subaerial environment (ignimbrites rich in crystals, thin massive tuffs and siltic tufaceous arenites) and minor hipabissal riolites with similar compositions to sienogranites. The volcanic rocks are probably generated in a caldera environment. The granite Europa is a pertita peralkaline granite (hipersolvus) without genetic relation to the volcanic rocks from the Iricoumé Group, but may have been generated by ressurgence. Petrographic and geochemical data atest that fractionated crystallization was the principal mechanism during the crystallization an generating the facies 1 and 2 (high evoluted). Nb soil anomalies on the facies 2 are related to the astrophillite weathering.

O presente trabalho demonstra a aplicação de geoquímica e geocronologia sedimentar em amostras de rochas pelíticas da seção basal das bacias do nordeste da margem continental brasileira, em especial aquelas das sequências paleozoica e pré-rifte. Como resultado deste trabalho são apresentados três artigos técnicos que desenvolvem o assunto. Nos dois primeiros artigos foi utilizado o método das isócronas Rb-Sr em rocha total que tem sido aplicado, com sucesso, em rochas sedimentares de granulometria fina visando à obtenção de idades deposicionais. Foram analisadas amostras das seções paleozoica e pré-rifte das bacias do Recôncavo e Sergipe-Alagoas, pertencentes às formações Afligidos (Membro Cazumba), Aliança (Membro Capianga), Bananeiras e Itaparica. Os resultados obtidos para as formações Aliança e Itaparica da Bacia do Recôncavo e Bananeiras da Bacia de Sergipe-Alagoas, trazem importantes implicações aos esquemas paleogeográficos anteriormente estabelecidos para as bacias estudadas e outras bacias correlatas, uma vez que essas unidades sedimentares eram tradicionalmente consideradas como tendo idade neojurássica. O terceiro artigo aborda a integração de composições químicas e relações isotópicas do Sr e do Nd em cinco afloramentos de rochas sedimentares da Bacia de Camamu. A interação dessas ferramentas analíticas tem sido considerada como parâmetros úteis para estimar-se não só a proveniência como também obter inferências sobre o ambiente deposicional e processos intempéricos. Através da análise da composição química das amostras, inferiu-se que os afloramentos estudados representam uma mesma unidade sedimentar, podendo ser correlacionados com o Membro Capianga da Formação Aliança, da Bacia do Recôncavo. O cálculo do índice IAQ (índice de alteração química) mostrou atuação de condições associadas a um clima tropical/temperado, úmido. Aplicação de isótopos de Nd para fins de proveniência indicou as rochas paleoproterozoicas do Cráton do São Francisco como área fonte. Assim, mostra-se que a aplicação conjunta de análises químicas e isotópicas pode ser útil para a caracterização e a correlação de sequências litologicamente homogêneas. Por fim, este trabalho enfatiza que a amplitude espacial e a abrangência temporal das bacias sedimentares implícitas neste conceito deverão ser revistas à luz da constatação de idades triássicas extensivamente distribuídas no nordeste brasileiro e suas correlatas no nordeste africano. / Integrated application of geochemical and sedimentary geochronology in pelitic rock samples from the basal section of the northeastern Brazilian continental margin, especially those of the Paleozoic and pre-rift sequences is the main goal of this thesis. The results are presented and discussed in three technical articles. Two of these articles present the Rb-Sr methodology applied to fine-grained sedimentary rocks in order to determine the depositional age. Samples of the Paleozoic and prerift sections of the Recôncavo and Sergipe-Alagoas Basin, stratigraphically positioned at the basal portion of the Afligidos (Cazumba Member), Aliança (Capianga Member), Bananeiras and Itaparica formations, were analyzed. Concerning the obtained data for samples of the Aliança and Itaparica formations (Recôncavo Basin) and Bananeiras Formation (Sergipe-Alagoas Basin) there are significant implications to the paleogeographic schemes earlier established for these basins and also other correlated basins. These sedimentary units were traditionally considered as being of Neojurassic age and know a Neotriassic age is proposed. The third article discusses the integration of chemical compositions and isotopic ratios of Sr and Nd in samples of five outcrops of pelitic rocks of the Camamu Basin. Interactions of these analytical tools have been considered as useful parameters to estimate not only their provenance but also to make inferences about the depositional environment and weathering processes. By analyzing the chemical composition of the samples, it was inferred that the outcrops studied represented the same sedimentary unit and that they might be correlated to the Capianga Member of the Aliança Formation of the Recôncavo Basin. The values obtained to chemical index of alteration (CIA) can be related to conditions associated with a humid tropical/subtropical climate. Nd isotopes indicated the Paleoproterozoic rocks of the Sao Francisco craton as source area. So the association of chemical and isotopic analyses is useful to characterize and correlate homogeneous sedimentary sequences. Finally, this study emphasizes that some of the tectonic and stratigraphic concepts actually accepted to these basins should be reviewed in the light of these Triassic ages proposed and extensively distributed in northeastern Brazil and their northwestern African counterparts.

No sul do Brasil, a gênese e a evolução da porção leste do Escudo Sul-rio-grandense tem sido um tema muito discutido. Para alguns autores, essa faixa seria o registro de uma associação de arco magmático neoproterozoico, no entanto; outros autores relacionam esse magmatismo a um ambiente pós-colisional neoproterozoico. Nesta região podem ser citadas como características comuns a este ambiente a formação de um sistema de zonas de cisalhamento transcorrentes de escala regional vinculadas ao posicionamento de um grande volume de granitoides neoproterozoicos e rochas máficas em menor volume. Essas zonas de cisalhamento têm direção preferencial NE e ocorrem em uma faixa de mesma direção, que se estende desde o Uruguai até o estado de Santa Catarina, denominada Cinturão de Cisalhamento Sul-brasileiro (CCSb). As duas zonas principais desse sistema estão representadas pela Zona de Cisalhamento Transcorrente Dorsal de Canguçu (ZCTDC) e pela Zona de Cisalhamento Marjor Gercino, com cinemática sinistral e dextral respectivamente. A atividade magmática deste cinturão ocorreu em um período de aproximadamente 70 Ma, marcada inicialmente pelo Granito Quitéria, pela Suíte cordilheira e pelo Granodiorito Cruzeiro do Sul (GCS), todos com idades em torno de 640 Ma, e finalizando com granitos de ± 580 Ma. A variação composicional e a evolução geoquímica do magmatismo no interior do CCSb, demonstra dominância do magmatismo subalcalino médio a alto-K, na fase precoce (650-620 Ma), seguido por associações shoshoníticas (ca. 600 Ma) e associações alcalinas (590-580 Ma). Rochas de afinidade shoshonítica relacionadas com o ambiente pós-colisional do sul do Brasil podem ser encontradas tanto no interior do CCSb como associadas a rochas vulcânicas de bacias sedimentares neoproterozoicas do tipo strike-slip. O GCS pode ser citado como exemplo de um magmatismo shoshonítico sintectônico no contexto geológico do pós-colisional do sul do Brasil, gerado na fase precoce de formação do CCSb. Associados a sua litologia, ocorrem enclaves microgranulares máficos alongados e diques sinplutônicos de composição diorítica a tonalítica. A zona de cisalhamento transcorrente que abriga o GCS possui direção ENE, sentido de movimento lateral esquerdo e condições de deformação compatíveis com o fácies anfibolito, sendo relacionada com a ZCTDC. As características composicionais são consistentes com o caráter pós-colisional do magmatismo, e a afinidade shoshonítica é revelada pelos altos teores de Sr, pelo comportamento linear e homogêneo dos Elementos Terras Raras e abundância dos LREE em relação aos HREE. Os padrões de elementos traço, com enriquecimento em Ba e Rb e empobrecimento dos HFS em relação aos LILE, bem como seu caráter metaluminoso, também são importantes características que marcam a sua afinidade shoshonítica.As condições de P e T, calculadas a partir do geobarômetro Alt-Hb e do thermobarometro Plg-Hb foram estimadas em cerca de 4,3 a 5.3 kbars e temperaturas de cristalização na ordem de 720 a 760 °C. / In southern Brazil, the origin and evolution of the eastern portion of the Sul-rio-grandense shield has been a much discussed topic. For some authors, this portion would be a record of an association of Neoproterozoic magmatic arc, however, other authors report this magmatism to a post-collisional Neoproterozoic setting. In this area, can be cited as common characteristics of this setting, the form a regional-scale system of transcurrent shear zones related to the emplacement of a large volume of neoproterozoic granites, and mafic rocks in lower volume. These shear zones have a preferred NE direction and occur in a belt of the same direction, which extends from Uruguay to the Santa Catarina state, called Southern Brazilian Shear Belt (SBSB). The two main shear zones of this system are represented by the Transcurrent Shear Zone of Dorsal do Canguçu (DCSZ) and the Shear Zone Marjor Gercino, with NE-SW orientation and sinistral and dextral shear sense respectively. This discontinuities of lithospheric scale was active between 650 and 580 Ma, providing space for continuous emplacement of magmas and contributing to their generation by re-activating previous mantle and crustal sources. Early magmatism were marked by the Quitéria Granite, Cordilheira Suite and by the Cruzeiro do Sul Granodiorite (CSG), all aged around 640 Ma, and finishing with granite of age around 580 ± Ma. The compositional variation and geochemical evolution of magmatism within SBSB demonstrates the dominance of subalkaline magmatism medium to high-K at an early stage (650-620 Ma), followed by shoshonitic associations (ca. 600 Ma) and alkalines associations (590-580 Ma). Shoshonitic rocks affinity related to the post-collisional setting of southern Brazil can be found both inside the SBSB and associated with volcanic rocks of Neoproterozoic sedimentary basins of strike-slip type. The CSG can be cited as an example of a syntectonic shoshonitic magmatism in the geological context of post-collisional of southern Brazil, generated at the early stage of formation of SBSB. Associated with their lithology, occur dioritic to tonalitic mafic microgranular enclaves and synplutonic dykes. The Cruzeiro do Sul Granodiorite (CGS) is an elongate, ENE-trending body of approximately 4 km² emplaced in a sinistral, ENE to NE-trending strike-slip shear zone that is part of the SBSB, and possibly a branch of the DCSZ. The CSG shoshonitic affinity is given by its high level of Sr contents, regular REE chondrite-normalized patterns and the abundance of LREE regarding HREE. Patterns of trace elements with enrichment in Ba and Rb. Its low content of HFS, in relation to LIL, elements is also an important feature of shoshonitic affinity rocks. Their medium- to high-K content, and metaluminous to slightly peraluminous character are possibly indicative of some crustal contamination during differentiation. The conditions of P and T, calculated with the geobarometer Alt-Hb and Plg -Hb thermobarometer were estimated at about 4.3 to 5.3 kbars and crystallization temperatures on the order of 720 to 760 ° C.

O Sistema de Cisalhamento de Porto Nacional faz parte da Província Estrutural do Tocantins e caracteriza-se por um complexo arranjo de zonas de cisalhamento transcorrentes de caráter frágil-dúctil que controlou a grande percolação de fluidos responsável pela formação dos depósitos de ouro tipo veio da Região de Porto Nacional. O sistema é composto pela Zona de Cisalhamento Cachimbo (ZCC), Zona de Cisalhamento Mutum (ZCM) e Zona de Cisalhamento Conceição (ZCCo). As rochas encaixantes destas zonas são a Suíte Granito-gnássica Manduca, nas zonas ZCC e ZCM e a Suíte Granítica Ipueiras, na zona ZCCo. A deformação cisalhante e a alteração metamórfico-hidrotermal foram responsáveis pela formação de extensas faixas de filonitos e milonitos que alojam complexos sistemas de vênulas de carbonato e veios de quartzo mineralizados a ouro. O arranjo estrutural dos veios apresenta combinações de veios de cisalhamento e veios extensionais, cujas orientações e estruturas são compatíveis com o campo tensional da zona de cisalhamento. As rochas da Suíte Granítico-gnáissica Manduca, originalmente de fácies anfibolito, foram submetidas a intenso metamorfismo-hidrotermal nas zonas ZCC e ZCM. Os milonitos e filonitos da ZCC apresentam características de metamorfismo-hidrotermal compatíveis com a fácies anfibolito, zona da estaurolita. assembléia mineralógica apresenta enriquecimento secundário relativo em Mg e Al e caráter redutor, evidenciado pela associação de sulfetos e grafite a todas as fases minerais. Os filonitos da ZCM apresentam características de metamorfismo-hidrotermal compatíveis com a fácies xistos verdes. A assembléia mineralógica apresenta enriquecimento relativo em K e Mg. Nos estágios precoces de formação dos filonitos, o ambiente tinha características oxidantes, demonstradas pela presença de ilmenita, rutilo e pirolusita. Os estágios tardios apresentam um caráter redutor, com o aparecimento de sulfetos nas vênulas de carbonato. A análise de perdas e ganhos ocorridos durante o processo de metamorfismo-hidrotermal mostra que as zonas ZCC e ZCM são isoalumínio com redução de volume, atingindo até 53% na ZCC. A evolução dos fluidos metamórfico-hiodrotermais nas ZCC e ZCM pode ser dividida em três fases. A primeira fase antecede as mineralizações de ouro. Os fluidos apresentam temperaturas entre 355° e 370° C e são constituídos por CH4, CO2 e água com baixa salinidade. A composição isotópica 8180 (f) dos fluidos é compatível com a de fluidos metamórficos. A segunda fase é a fase principal de formação do ouro. Os fluidos apresentam temperaturas entre e 273° e 310° C. Os fluidos da segunda fase são constituidos por água, com salinidades variáveis entre 1 e 15 % NaCl, e CO2. A composição isotópica 45180 (I) dos fluidos indica a presença de isótopos mais leves do que os da primeira fase e provavelmente envolvem mistura entre fluidos metamórficos e superficiais. A terceira fase de evolução dos fluidos sucede a mineralização de ouro. Os fluidos são constituídos por fases aquosas com salinidade em torno de 15% de NaCI.. As temperaturas variam entre 254° a 219° C. / The Shear Zone System of Porto Nacional belongs to the Structural Province of Tocantins. It is characterized by a complex brittle-ductile transcurrent shear zone network that controlled the large fluid percolation responsible for the vein-type gold deposit formation from the Porto Nacional region. The system comprises Cachimbo Shear Zone (ZCC), Mutum Shear Zone (ZCM) and Conceição Shear Zone (ZCCo). The host rocks of these zones are Manduca Granite-gneissic Suite in the ZCC and ZCM zones and Ipueiras Granitic Suite in the ZCCo. The shear deformation and metamorphic-hydrothermal alteration were responsible for mylonites and phyllonites formation which host a complex quartz gold vein system. The vein structural network comprises shear and extensional veins compatible with the tensional field of the entire shear zone. The amphibolite facies Manduca Granite-gneissic Suite was submitted to a amphibolite facies staurolite facies metamorphic-hydrotermal event in the ZCC and a green-schist facies one in the ZCM. A Mg and AI rich mineralogy and reduced conditions with the sulphide and graphite occurrence characterize the ZCC zone. A K and Mg rich mineralogy, early oxidized conditions with ilmenite, rutile and pirolusite and late reduced conditions with sulphide carbonate veinlets characterize the ZCM zone. The losses and gains balance shows an isoaluminium and volume loss condition for these zones. Three phases are related in the fluid metamorphic-hydrothermal evolution of this system. The higher temperature (355° - 370° C) early phase precedes the gold mineralization and it is composed by CH4, CO2 and low salinity water, with a fluid oxigene isotope 0180 (o) compatible with metamorphic fluids. The main gold formation phase is the second one, averaging 273° to 310° C. It is composed by varying salinities (1 to 15 % NaCI) water and CO2. This lighter 8180 (f) isotopic signature fluids evokes a mixed metamorphic and meteoric fluid. Occurring after the gold mineralization, the third phase is characterized by higher salinities water and lower temperatures (219° to 254° C) fluids.

Os depósitos de metais-base (Camaquã, Santa Maria e na Formação Passo Feio), e Au (Bossoroca) mais importantes do Rio Grande do Sul foram gerados durante o Ciclo Brasiliano ao longo de três eventos distintos, relacionados ao magmatismo e metamorfismo contemporâneos (700, 594 e 562 Ma); os metais foram derivados de fontes relacionadas à crosta juvenil e ao embasamento antigo. O depósito de ouro da Bossoroca (700 Ma) consiste de veios de quartzo com Au e subordinadamente pirita, calcopirita, galena e teluretos, sendo classificado como um depósito orogênico epizonal. Os filões de quartzo aurífero são hospedados por rochas, piroclásticas calcico-alcalinas de composição andesítica, dacítica com basaltos e epiclásticas subordinadas, pertencentes a Formação Campestre. Estudos do zircão através do método U-Pb via SHRIMP mostram que as rochas vulcânicas encaixantes foram geradas a cerca de 760 Ma atrás, no início do Ciclo Brasiliano, e sofreram metamorfismo regional de baixa pressão na transição entre os facies xistos verdes e anfibolito a cerca de 700 Ma. Os depósitos de metais-base do sistema Camaquã Cu (Au, Ag) e Santa Maria Pb-Zn (Cu, Ag) são hidrotermais magmáticos distantes, provavelmente ligados à intrusões graníticas, e foram gerados há cerca de 594 Ma durante o magmatismo pós-colisional do final da Orogenêse Dom Feliciano. As mineralizações de Cu (Au) e Pb hospedados pela Formação Passo Feio são hidrotermais epigenéticas e foram gerados há 562 Ma durante a intrusão do Granito Caçapava. A composição isotópica do Pb dos sulfetos dos depósitos de Camaquã-Santa Maria indica que os metais foram derivados de uma fonte crustal com Pb muito primitivo no final do Ciclo Brasiliano. A composição isotópica do enxofre dos sulfetos desses depósitos (~ 0‰ CDT) indica uma origem magmática para o enxofre. Os metais dos depósitos hidrotermais epigenéticos da Formação Passo Feio foram também derivados do embasamento antigo, com contribuição importante das rochas meta-vulcanosedimentares da Formação Passo Feio. O enxofre dessas mineralizações possui origem mista, originada pela mistura de fluidos magmáticos (Granito Caçapava) com enxofre derivado da lixiviação das meta-vulcanosedimentares da Formação Passo Feio. Os metais concentrados no depósito de Au da Bossoroca foram mobilizados durante o metamorfismo regional dinamotermal através da interação de fluidos de origem profunda que ascenderam através da pilha vulcanosedimentar extraindo Au e outros metais, e depositando-os em níveis crustais mais rasos em sítios estruturalmente favoráveis. A fonte do Pb determinada para o depósito de Au da Bossoroca é de origem profunda e corresponde a mesma fonte do magma de arco juvenil gerador das rochas vulcânicas do arco. Os isótopos de C-O mostram assinaturas compatíveis com uma fonte profunda para estes fluidos mineralizadores.

A província vulcânica Paraná é a maior produtora de geodos de ametista do mundo, produzindo principalmente na região do distrito mineiro de Ametista do Sul (20-30 km), no sul do Brasil. A descrição dos derrames de lava no distrito mineiro de Ametista do Sul e áreas adjacentes, combinado com geoquímica derrame a derrame e cintilometria foi usada para definir a estratigrafia dos derrames de lava na região. O principal resultado obtido foi a identificação de um controle estrutural por falhas do depósito de geodos de ametista. Nove derrames vulcânicos foram individualizados, dos quais seis são classificados com magma tipo Pitanga (>3 peso% TiO2), ocorrendo na base da estratigrafia, e três são classificados com Paranapanema (2-3 peso% TiO2), posicionados no topo da estratigrafia. Os geodos de ametista estão contidos nos três derrames superiores do tipo Pitanga da região, chamados localmente de Veia Alta (principal produtor), Veia do Meio e Veia Baixa. As rochas do distrito mineiro foram intensamente alteradas para argilominerais, por um processo de alteração de baixa temperatura, principalmente os três derrames produtores. A presença em grande quantidade desses argilominerais na rocha é um importante componente que controla a reologia da rocha, transformando o basalto em um esmectita metabasalto de muito baixa temperatura, tendo relação direta com a formação dos geodos por um processo de ballooning. Mais quatro derrames foram identificados na sequência vulcânica, na região de Frederico Westphalen, totalizando 13 derrames vulcânicos na estratigrafia do distrito mineiro de Ametista do Sul. Os dois derrames superiores de Ametista do Sul, do tipo Paranapanema (COOGAMAI e Linha Alta), foram identificados na base da estratigrafia da região de Frederico Westphalen. O derrame Veia Alta, juntamente com o derrame COOGAMAI, foi identificado com altitudes distintas nos diferentes blocos individualizados na região, evidenciando a presença de blocos abatidos. Isto levou à interpretação da existência de uma estrutura do tipo hemi-graben na região, baixando os derrames em mais de 200 m de altitude em quatro degraus, representados pelos blocos Planalto, Ametista do Sul, Castelinho e Frederico Westphalen. A estrutura em hemi-graben foi gerada por falhas de direção NW, representadas pelos lineamentos estruturais do Rio do Mel, que separa o bloco Planalto do bloco Ametista do Sul, do Rio da Várzea, que separa o bloco Ametista do Sul do bloco Castelinho e por um lineamento logo a oeste da região de Castelinho, que aparta o bloco Castelinho do bloco Frederico Westphalen. A identificação do derrame COOGAMAI na base da estratigrafia da região de Frederico Westphalen sugere que o derrame Veia Alta, produtor de geodos de ametista, está posicionado no subsolo desta região ou abaixo da cota de 250 m. A estrutura em hemi-graben está controlando verticalmente o depósito de geodos de ametista, que está compartimentado pelos blocos altos e baixos da estrutura e é de suma importância na exploração de novos depósitos de geodos de ametista na região. / The Paraná volcanic province is the world´s largest producer of amethyst geodes, mostly Ametista do Sul mining district (20-30 km) in southern Brazil. The description of the lava flows in the Ametista do Sul mining district and adjacent areas, combined with flow-byflow geochemistry and scintillometry, defines the stratigraphy of the flows. A major result is the fault-controlled regional distribution of the ore deposits. Nine flows are individualized, six Pitanga magma type (>3 wt.% TiO2) at the base of the stratigraphy and three Paranapanema magma type (2-3 wt.% TiO2) at the top of the stratigraphy. The amethystbearing geodes are contained in the uppermost three Pitanga flows that are known as the Veia Alta (main producer), Veia do Meio and Veia Baixa flows. The rocks from the mining district were highly altered to clay minerals by a low temperature alteration process, particularly the three producing flows. The massive presence of clay minerals in the rock is an important component that controls the rheology of the rock, transforming the basalt into a very low grade smectite metabasalt, directly related to the geode formation by a ballooning process. Four additional flows were identified in the Frederico Westphalen region, totaling 13 flows in the stratigraphy of the Ametista do Sul mining district. The two uppermost Paranapanema flows from Ametista do Sul (COOGAMAI and Linha Alta flows) occur at the base of the stratigraphy in the Frederico Westphalen region. The presence of down-thrown blocks leads to the interpretation of a hemi-graben structure, lowering the blocks more than 200 m in four steps, represented by Planalto, Ametista do Sul, Castelinho and Frederico Westphalen blocks. The NW tectonic patterns that generate the hemi-graben structure are the Rio do Mel lineament, that separates the Planalto block from Ametista do Sul block; the Rio da Várzea lineament, dividing the Ametista do Sul block from Castelinho block; and a lineament positioned immediately to the west of the Castelinho region, that separates the Castelinho block from the Frederico Westphalen block. The identification of the COOGAMAI flow at the base of the stratigraphy in the Frederico Westphalen region, suggests that the Veia Alta geode-hosting flow is below the ground or below the elevation of 250 m in this region. The hemi-graben structure is controlling vertically the deposit of amethyst-bearing geodes, which is compartmented by the high and low blocks, and is of major significance in the exploration for new amethyst geode deposits in the region.

Associações do tipo tonalito, trondhjemito, granodiorito (TTG) são importantes componentes de acresção juvenil à crosta continental desde o Arqueano. Inúmeros trabalhos têm demonstrado a sua forte vinculação com ambientes que envolvem o consumo de crosta oceânica em zonas de subducção, apontando para a fusão da placa basáltica subductada como o mecanismo mais promissor para a sua gênese. Dentre estes modelos petrogenéticos, um resíduo de fusão eclogítico ou granulítico contendo granada é citado como o mais provável para explicar a depleção em ETRP, típica destas rochas. Apesar do grande consenso, há autores que consideram outros processos plausíveis para a geração de tais litologias, como fusão parcial de rochas máficas hidratadas na base da crosta, e que cenários contendo zonas de subducção como as encontradas hoje em dia deveriam ser aventados com mais restrição para o período Arqueano. Uma associação do tipo TTG foi reconhecida no Complexo Arroio dos Ratos, o qual faz parte do embasamento do Batólito Pelotas, no Escudo Sul-rio-grandense. O mapeamento geológico-estrutural de sua seção-tipo, na região de Quitéria, RS, levou à identificação de um conjunto de rochas tonalíticas a dioríticas foliadas, denominado Associação 1 (A1), intrudido discordantemente por rochas de composição similar. O embasamento destas litologias compreende gnaisses calcissilicáticos, gnaisses tonalíticos e rochas metavulcano-sedimentares. A A1 é composta por granada-biotita metatonalitos de textura média a grossa e por metadioritos a metatonalitos de textura fina, com granada restrita aos termos mais diferenciados. As relações de campo indicam que os termos finos constituem diques sinplutônicos nos demais. Em ambos os grupos, a textura granoblástica é atribuída a recristalização sob temperaturas compatíveis com as da fácies anfibolito superior a granulito. A foliação principal, S1, tem direção NW-SE a EW, e a sua dispersão é atribuída principalmente aos efeitos das dobras F2, cujo eixo tem caimento baixo a médio para WSW, coincidente com a posição da lineação de estiramento. Retirando-se os efeitos das dobras F2, a geometria original da foliação na Associação 1 teria sido suborizontal, com mergulho suave para WSW. O sentido de movimento dado por estruturas de macro e microescala indica topo para E. Os metatonalitos e metadioritos da A1 são meta a peraluminosos e pertencem à série cálcio-alcalina médio a alto-K. O comportamento dos elementos maiores e traços, bem como o padrão de fracionamento moderado dos ETR, com enriquecimento dos leves em relação aos pesados, indicam ambiente de arco continental maduro para o magmatismo desta associação, sendo a mesma comparável a associações TTG. Dados preliminares situam a A1 no Paleoproterozóico, e o conjunto das informações permite compará-las aos ortognaisses do Complexo Encantadas, embora estes registrem com mais intensidade o metamorfismo regional orogênico. Assim, presume-se que as rochas da A1 representem o registro da fase mais madura do mesmo arco continental onde teria se gerado o Complexo Encantadas. / Tonalite, trondhjemite, granodiorite (TTG) associations have played a major role as components of juvenile acrescion to the continental crustal since the Archaean. Several papers have demonstrated their intimate relation to geological environments involving consume of oceanic crust in subduction zones, and point towards melting of the subducted basaltic plate as the most promising mechanism for their genesis. Among these petrogenetic models, a garnet-bearing eclogitic or granulitic melt residue is accepted as the most probable one to account for the HREE depletion typically found in these rocks. In spite of this general agreement, other genetic processes are referred by several authors as feasible ones for the generation of these rocks, such as partial melting of hydrated mafic rocks at the base of the crust. It is also pointed out that modern subduction zone scenarios should be applied with caution to Archaean times. A TTGtype association has been recognized in the Arroio dos Ratos Complex, which is part of the Pelotas Batholith basement in the Sul-rio-grandense Shield. Geological and structural mapping of its type-section, in the region of Quitéria, RS, has led to the discrimination of the so-called Association 1 (A1), consisting of foliated tonalitic to dioritic rocks discordantly intruded by compositionally similar ones. Their basement comprises calc-silicate and tonalitic gneisses, as well as metavolcano-sedimentary rocks. The A1 rocks are medium- to coarse-grained, garnet-bearing biotite metatonalites, and mafic-rich, fine-grained metadiorites to metatonalites, where garnet is restricted to the most differentiated varieties. Field relations indicate that these finegrained varieties have intruded the coarser ones as synplutonic dykes. The granoblastic texture found in both rock groups is attributed to their recrystallization under temperatures compatible with upper amphibolite to granulite facies conditions. The main foliation, S1, is NW- to EW-striking, and its variation is attributed mainly to the effects of F2 folds, whose axes plunge with low to moderate angles towards WSW, and coincides with the stretching lineation position. The original orientation of S1, later fold effects being suppressed, is interpreted to have been sub-horizontal, with shallow dip angles towards WSW. Sense of movement determined from macro- and micro-scale structures indicates top-to-E. The A1 metatonalites and metadiorites are meta- to peraluminous rocks and belong to the medium to high-K calcalkaline series. The behaviour of major and trace elements, together with moderately fractionated REEpatterns, with enrichment of LREE in relation to HREE, indicate that this magmatism took place in a mature continental arc environment, and that the A1 is comparable to other TTG associations. Preliminary data indicate a Paleoproterozoic age for the A1 rocks. The information gathered in this paper enables the comparison of this association with the Encantadas Complex othogneisses, although the latter show stronger effects of regional, orogenic metamorphism. Thus, the A1 rocks are interpreted to represent the more mature phase of the same magmatic arc where the Encantadas Complex protoliths were formed.