Orientador: Elson Paiva de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-08T17:16:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DonattiFilho_JosePaulo_M.pdf: 3208335 bytes, checksum: 9cc1b1de3c939ba63d65e7dde4caea9b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O Greenstone Belt Paleoproterozóico do Rio Itapicuru, nordeste do Cráton do São Francisco, está inserido integralmente no Bloco Serrinha e possui um domínio vulcânico máfico com um contexto geodinâmico de formação em debate, se arco, bacia de retro-arco ou rifte intracontinental. Dados geoquímicos dos basaltos deste domínio foram obtidos com o intuito de reavaliar a geoquímica e o contexto tectônico de formação dessas rochas com base principalmente na geoquímica de elementos-traço de elevado poder interpretativo (e.g. Low Field Strenght Element (LFSE), High Field Strenght Element (HFSE), e Rare Earth Element (REE)). Este domínio é composto de lavas almofadadas, basaltos variolíticos, basaltos maciços e porfiríticos, bem expostos no curso médio do Rio Itapicuru. A paragênese metamórfica indica condições variando de fácies xisto verde a fácies anfibolito. O domínio é composto basicamente por basaltos Fe-toleíticos subalcalinos, que são divididos geoquimicamente em dois grupos: ThI ¿ enriquecidos em Ti-P e elementos-traço incompatíveis, e outro, representado pelos toleiítos tipo II (ThII) que exibem baixas concentrações nesses elementos. Os ThII são mais primitivos geoquimicamente, exibindo valores relativamente mais elevados em Mg, Ni e Cr. Espacialmente os dois grupos distribuem-se em dois domínio distintos, um a leste (ThI), e outro a oeste (ThII). O enriquecimento seletivo e a alta mobilidade de alguns elementos litófilos (e.g. Rb, Ba, Na, Cs) indicam que os basaltos passaram por processos de metassomatismo em ambiente oceânico. A lacuna composicional entre elementos incompatíveis dos dois grupos (e.g. P, Ti, Zr, Th, Nb) indica que a petrogênese não pode ser explicada por cristalização fracionada isoladamente. Provavelmente, diferentes estágios de fusão parcial seguido de cristalização fracionada foram suficientes para gerar líquidos basálticos distintos. A modelagem geoquímica sugere taxas de fusão variando entre 10-25% de uma mesma fonte sublitosférica (LaN/NbN =1) sem a presença de granada (LaN/LuN ~1). A composição sugerida da fonte mantélica dos basaltos foi um lherzolito ou plagioclásio lherzolito, que passou por um primeiro estágio de fusão (10-15%) dando origem aos ThI, e sucessivamente um segundo estágio de fusão (15-25%) que gerou os ThII. A presença de uma nítida anomalia negativa de Nb e a semelhança geoquímica com basaltos continentais (e.g. Paraná e Deccan), indicam uma significante assinatura crustal. Os resultados geoquímicos de elementos-traço sugerem para os basaltos do Greenstone Belt do Rio Itapicuru uma semelhança petrotectônica com basaltos transicionais (T-MORB) de ambiente continental a oceânico, similar nos dias de hoje com a margem continental Atlântica / Abstract: The Paleoproterozoic Rio Itapicuru Greenstone Belt, situated in the Serrinha Block - northeast São Francisco Craton, has a sequence of basaltic rocks whose tectonic setting is under discussion, i.e whether a back arc setting or intracontinental rift. The basalt geochemistry was revisited on the basis of incompatible trace elements data, such as high field strength elements (HFSE), low field strength element (LFSE) and the rare earth elements (REE). The basalts are well exposed along the Itapicuru River where the study is concentrated. They are composed of massive and pillowed flows with occasional variolitic to porphyritic structures; they show metamorphic paragenesis indicative of greenschist to amphibolite facies. The basalts are essentially Fe-rich tholeiites that can be separated into two groups: ThI ¿ with high abundances of Ti-P and other trace elements, and ThII ¿ with low abundances of Ti-P and other trace elements. The ThII group is geochemically more primitive than ThI and is relatively enriched in compatible elements (e.g. Mg, Ni e Cr) and show higher mg-number. The two basalt groups crop out in geographically distinct areas: ThI dominates in the eastern part of the basalts exposure area, whereas ThII is restricted to the western part of it. Selective enrichment in some large ion lithophile elements (LILE), such as Rb, Ba, Na and Cs indicates that the basalts were affected significantly by postmagmatic processes (low-grade metamorphism and ocean water interaction). The large variation of some trace element ratios (e.g. Ti, P, Zr, Nb, Th), indicate that the two basalt groups cannot be linked by fractional crystallization of a single parental magma. Instead, the two groups are likely to have derived from liquids resulting from different degrees of partial melting from a similar mantle source, followed by shallow level fractional crystallization. Geochemical modelling suggests melt rates around 10-25% of the same lithospheric mantle source (LaN/NbN = 1), with no garnet in the residue (LaN/LuN ~ 1). The suggested source is a lherzolite or plagioclase lherzolite that experienced a first stage of partial melting (10-15%) to give the ThI, and later the ThII group by higher partial melting rates (15-25%). The negative Nb anomaly on mantle-normalised multi-element diagrams and the geochemical similarities with continental flood basalts (e.g. Paraná and Deccan) indicate a significant crustal signature. The combined mode of field occurrence and the trace-element data indicate petrotectonic similarities with transitional-type basalts, thus rendering support to a tectonic setting transitional between continent and ocean, probably similar to the present-day Atlantic continental margin / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências

Orientador: Elson Paiva de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-11T16:36:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_FelipeGrandjeanda_M.pdf: 10447471 bytes, checksum: c27e2dc3f77cf21b0841b3e40d6e57ae (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O greenstone belt do Rio Itapicuru é uma seqüência vulcano-sedimentar paleoproterozóica cortada por uma série de corpos plutônicos com idades entre 2160-2070 Ma. O Granodiorito Fazenda Gavião (GFG) é um corpo intrusivo em metabasaltos da porção ocidental do greenstone, próximo ao contato com o embasamento arqueano. Este pluton tem textura fanerítica média e hornblenda como mineral máfico dominante. Uma característica de campo é a presença de enclaves máficos magmáticos e diques máficos sinmagmáticos com evidências da mistura física de magmas (magma mingling). A analise geoquímica classifica o Granodiorito Fazenda Gavião como uma rocha intermediária (SiO2~63 wt%), com composição de granodiorito a quartzo-monzodiorito, da série cálcioalcalina de médio a alto-K, metaluminoso, espectro Terras Raras fracionado (razão (La/Yb)N = 22.81), alto Sr (900-800 ppm), alto Ba (1000-1500 ppm), e alta razão Sr/Y. Comparando com a geoquímica de outros plutons da área, o GFG apresenta assinatura dos elementos traço similar aos plutons alcalinos, sugerindo uma provável ¿consangüinidade¿ magmática entre estes plutons. A característica geoquímica dos diques máficos (appinitos) associados ao GFG é similar ao granodiorito em questão, porém com uma maior abundancia em Ba, Sr, MgO, Ni, Cr, K2O, e Terras Raras leves, sugerindo que estes diques são originados da fusão parcial de uma fonte mantélica enriquecida. O GFG apresenta semelhanças com rochas adakíticas e plutons TTGs, mas diferente destas rochas, apresenta maior conteúdo em K2O. É possível que o GFG foi originado pela fusão parcial de crosta máfica (crosta inferior?) (com granada e sem plagioclásio no resíduo) em função do acúmulo de magma máfico na base desta crosta (underplating of mafic magmas). O magma félsico gerado, provavelmente se misturou com uma pequena porcentagem do magma máfico, como é sugerido pelas feições de magma mingling observadas em campo. O GFG com idade de 2106 + 6 Ma (U-Pb SHRIMP em zircões) é mais jovem do que o magmatismo TTG/cálcio-alcalino (2163-2127 Ma) e é contemporâneo ao magmatismo potássicoultrapotássico (ca. 2110-2105 Ma) presente no contato embasamento-greenstone. O modelo de evolução geológica desenvolvido nesta dissertação sugere que os plutons ricos-em-K do greenstone belt do Rio Itapicuru são o registro da colisão de um arco oceânico com uma margem continental em ~2110-2105 Ma, precedendo outro evento colisional com retrabalhamento crustal em ~2080-2070 Ma / Abstract: The Rio Itapicuru greenstone belt is a gold-bearing Palaeoproterozoic volcanic-sedimentary sequence intruded by several granitic plutons in the time interval 2160-2070 Ma. The Fazenda Gavião granodiorite (FGG) is one of a set of plutons emplaced along the western boundary of the greenstone belt with the Archaean basement complex. The FGG is largely composed of a homogeneous coarse-grained hornblende granodiorite, occasionally crosscut by appinitic mafic dykes. Minor mafic enclaves and amphibolite xenoliths are common close to the contact with the host metabasalts. The FGG is a metaluminous medium-K to high-K calc-alkaline body with relatively constant silica abundances (SiO2 ~ 63-66 wt %). It shows fractionated REE patterns (LaN/YbN ~22), high Sr (900-800 ppm), high Ba (1000- 1500 ppm), and high Sr/Y ratios. Comparing with the geochemistry of other plutons of the area, the trace elements signature of the FGG suggests a probable magmatic consanguinity between this pluton and the alkaline plutons of the area. Similar geochemical characteristics of the FGG are observed in the associated appinitic dykes, which show relatively higher abundances of Ba, Sr, MgO, Ni, Cr, K2O, and the light rare earth elements, suggesting they derived from partial melts of an enriched mantle source. The FGG shares several geochemical characteristics with adakites and TTG plutons, but unlike these series it shows relatively higher K2O abundance. It is suggested here that the FGG originated from partial melts of the mafic lower crust (with garnet and no plagioclase in the residue) possibly triggered by underplating of mantle-derived, enriched mafic magmas, of which the appinitic mafic dykes may be a representative remnant. The granitic melt mixed with minor amounts of the appinitic magma, as suggest by magma mingling. The 2106 + 6 Ma-old (UPb SHRIMP in zircons) FGG is younger in age than the early (2163-2127 Ma) TTG/calcalkaline arc plutons of the greenstone, and is close-related in time to the young potassicultrapotassic plutons (ca. 2110-2105 Ma) emplaced along the basement-greenstone boundary. We suggest that the K-rich plutons in the Rio Itapicuru greenstone belt are the records of island arc-continent collision at ~2110-2105 Ma, preceding major continental rework and collision at ~2080-2070 Ma / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências

Orientador: Elson Paiva de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-12T03:34:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ruggiero_Alberto_M.pdf: 5764806 bytes, checksum: cdadd28e98d86c8738fcf5955bd71eea (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Novos dados geoquímicos nas rochas vulcânicas andesíticas e dacíticas da Unidade Maria Preta (UMP), Greenstone Belt do Rio Itapicuru, revelaram a presença de dois grupos geoquímicos distintos: um de rochas com afinidade adakítica e outro com caráter cálcio-alcalino. A suíte adakítica (ADK), localizada nas porções oeste da UMP, é caracterizada pelos altos valores de Sr/Y (Sr ~900 ppm, Y~5ppm); Na2O ~ 4,5ppm (K2O/Na2O ~0,3). É caracterizada também pelo enriquecimento de LILE (elementos litófilos de alto raio iônico) relativos aos HFSE (elementos de elevado potencial iônico) e também pelo moderado fracionamento dos elementos terras-raras (La/Yb ~ 12). A suíte cálcio-alcalina (CA) apresenta baixas razões Sr/Y (Sr ~ 170 ppm, Y~ 22 ppm), menor fracionamento de elementos terras-raras (La/Yb ~8) e anomalias negativas de Eu. No entanto apresenta maiores concentrações de elementos incompatíveis (Y ~22ppm, Zr ~142ppm, Th ~6ppm) e também Cr e Ni. Foi revelado, através de modelagem geoquímica que as duas suítes não se relacionam por cristalização fracionada. Contudo a suíte Adk apresenta indícios de cristalização fracionada de hornblenda enquanto que na CA a cristalização fracionada de plagioclásio desempenhou papel importante. O ambiente mais provável para a formação das rochas vulcânicas cálcioalcalinas é fusão em baixas profundidades da cunha do manto metassomatizado por fluídos liberados a partir de uma crosta oceânica subductada, seguida por fracionamento de plagioclásio. A geoquímica dos adakitos requer fusão de meta-basaltos hidratados em pressões elevadas, onde granada+hornblenda são estáveis e constituem o restito da fusão. Em geral, as rochas adakíticas apresentam indícios de pouca interação do magma original com uma coluna de manto peridotitico, como visto em adakitos atuais, dados os baixos valores de Cr e Ni em relação aos adakitos cenozóicos. A suíte cálcio-alcalina apresenta menores valores de fugacidade de oxigênio no sítio de extração do magma (entre -3 e -1 FMQ). Ao contrário, os adakitos apresentam maiores valores (entre -1 e +0,5 FMQ), semelhantes aos valores encontrados em adakitos modernos formados por fusão de crosta oceânica subductada. Dados de isótopos de Sm-Nd forneceram idades modelo TDM para a suíte adakítica de 2.213 a 2.010 Ma, com valores de eNdT de +3,9 a +1,7. A suíte cálcio-alcalina revelou idades modelo mais antigas, entre 2.330 e 2.279 Ma e menores valores de eNdT de +0,7 a + 1,3. Estes valores indicam magmatismo juvenil para ambas as suítes, porém com maior tempo residência crustal para a fonte das rochas cálcio-alcalinas, ou interação do magma com crosta mais antiga. Datação U-P SHRIMP em andesito adakítico revelou idade de cristalização de 2.081 ±9 Ma e a presença de zircões herdados arqueanos (3364, 3017, 3064 Ma), evidenciando que o magma gerado em zona de subducção interagiu com crosta arqueana, provavelmente o embasamento do Greenstone Belt do Rio Itapicuru, sugerindo então um provável arco continental como origem da Unidade Maria Preta. Esses dados sugerem que o vulcanismo intermediário a félsico do Greenstone Belt do Rio Itapicuru foi formado ou teve relação direta com subducção. Esta possivelmente teve uma vergência de leste para oeste, evidenciada pela zonalidade na geoquímica das rochas vulcânicas (adakitos à oeste e cálcio-alcalinas a leste). / Abstract: New geochemical data on andesites and dacites of the Maria Preta Unit, Rio Itapicuru Greenstone Belt, revealed two distinct geochemical groups: one of adakitic affinity and another of typical calc-alkaline. The adakitic suite, localized west in the unit, is characterized by high values of Sr/Y and Ti/YN >1. It shows enrichment in LFSE (Low Field Strength Elements) relative to HFSE (High Field Strength Elements) and a moderate rare earth element fractionation. The calc-alkaline suite (CA) shows low Sr/Y ratios, less rare earth elements fractionation and negative Eu anomalies. On the other hand it shows higher incompatible elements abundances (Y, Zr, Th) and high Cr and Ni concentrations. The two suites cannot be linked by fractional crystallization and are derived from different sources (distinct initial Nd ratios). The most probable setting for the formation of CA is partial melting of mantle peridotite modified by hydrous fluids released from a subducting slab, followed by low pressure plagioclase fractionation. The adakite geochemical features require partial melting of hydrous metabasalts at depths high enough to stabilize garnet+hornblende as the residual phase. This suite does not reveal significant interactions with the mantle, as shown by its lower Cr and Ni values than Cenozoic adakites. For an assumed 2170 Ma age, the Sm-Nd isotope data show higher eNd(t) for the adakites (+4,8 to +2,5) than for the calc-alkaline suite (+1,9 to +1,4). These data indicate a juvenile source for the UMP volcanic rocks. U-Pb SHRIMP dating indicates a crystallization age of 2,081 ± 9 Ma for the adakitic volcanic. Inherited Archean zircons (3364, 3017, 3064 Ma) evidence a magma generated at a subduction zone followed by interaction with Archean lithosphere, probably the basement of the Rio Itapicuru Greenstone Belt. The calc-alkaline suite shows low oxygen fugacities at the magma extraction site (between -3 e -1 FMQ). On the other side, the adakites shows higher values (between -1 e +0,5 FMQ), similar to modern adakites formed by a subducting slab melt. This results suggests that the UMP volcanism was formed or was directly connected to a subduction. The geographic position of the two suites, i.e. adakites to the west of the calc-alkaline volcanics, suggests subduction of an oceanic plate to the west. / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências