Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-08T20:06:20Z No. of bitstreams: 1 2016_LincolnSiepierski.pdf: 10614851 bytes, checksum: 837cccd976ae747ffd3f0f538a62878c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-11-01T13:17:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LincolnSiepierski.pdf: 10614851 bytes, checksum: 837cccd976ae747ffd3f0f538a62878c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-01T13:17:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LincolnSiepierski.pdf: 10614851 bytes, checksum: 837cccd976ae747ffd3f0f538a62878c (MD5) / A região de Canaã dos Carajás está situada na borda sul da serra dos Carajás, dentro do Subdomínio de Transição (ST), e faz parte da Província Mineral de Carajás (PMC) onde ocorrem importantes depósitos de classe mundial de Fe, Cu, Ni e Mn. Esta região do ST apresenta numerosas ocorrências de rochas máfico-ultramáficas (MUM) e, dentro desta diversidade de associações MUM, três ocorrências foram selecionadas como foco do presente estudo em função do ambiente geológico, idades e aspectos petrológicos: (1) Complexo Acamadado do Vermelho; (2) Complexo Acamadado Touro; e (3) área Selva, que representa uma ocorrência de rochas vulcânicas ultramáficas portadoras de textura spinifex. (1). O Complexo Acamadado do Vermelho, que contém importantes mineralizações de Ni laterítico, está localizado a cerca de 2 km NW da localidade de Canaã dos Carajás. Corresponde a uma intrusão MUM bem preservada de dimensões médias sem evidências de deformação ou metamorfismo regional, considerada como pertencente a um conjunto de intrusões acamadadas regionais interpretadas como parte de um grande evento magmático Neoarqueano (ca. 2,76 Ga). Apresenta cerca de 9,5 km de comprimento por 1,5 km de largura média, com alinhamento segundo a direção NE-SW, e ocorre encaixado em gnaisses do Complexo Xingú (>2,85 Ga) e granitóides indiferenciados. A arquitetura da intrusão do Vermelho abrange um conjunto de rochas ultramáficas acamadadas horizontalizadas denominada Zona Superior (UZ), que recobre uma sequência complexa, porém, no geral sub-horizontalizada, de rochas máfico-ultramáficas definida como Zona Inferior (LZ). O conteúdo de MgO varia de 40,12 % em peso (base anidra) em harzburgitos, até 2,22 % em peso nas rochas gabroicas mais fracionadas. Dados de química mineral comprovam olivinas com conteúdo de forsterita entre Fo85,6 e Fo90,5 que indicam um magma parental mais primitivo (ou mais rico em MgO). A sequência basal da LZ consiste em rochas ultramáficas interacamadadas, possivelmente formadas por múltiplos influxos de magma na câmara, não evidenciando o desenvolvimento de um claro fracionamento reverso da sequência de fases cumulus ou trends de fracionamento das rochas localizadas junto ao contato inferior com as encaixantes. A morfologia atual da intrusão, com destaque para os plateaus V1 e V2, foi principalmente esculpida a partir do Meso-Cenozoico, com a exumação da porção inferior da intrusão. Os dados obtidos no presente trabalho indicam que dois principais eventos de injeção de magma foram responsáveis pela evolução do Complexo Acamadado do Vermelho, o primeiro associado à formação da LZ e um segundo evento posterior relacionado à formação da UZ. Esta evolução magmática, marcada por sucessivas injeções de magma, indica um sistema dinâmico e favorável para a geração de depósitos magmáticos. As análises U-Pb em zircões, disponíveis para intrusões acamadadas MUM da PMC, indicam idades neoarqueanas (ca. 2680-2780 Ma) e, portanto, cronocorrelatas com as idades reportadas para o extensivo vulcanismo basáltico da região de Carajás (e.g. 2759±2 Ma; 2760±11 Ma). Estes resultados suportam a interpretação que as intrusões acamadadas e o vulcanismo da PMC resultam de um importante evento magmático Neoarqueano (ca. 2,76 Ga). O ambiente tectônico desse evento magmático é controverso, porém, evidências litogeoquímicas e isotópicas de contaminação crustal significativa em rochas basálticas têm sido utilizadas para corroborar o modelo de rifting continental. O Complexo Acamadado do Vermelho, caracterizado pela presença de rochas com texturas primitivas, estratigrafia e estrutura magmática sub-horizontalizada intrusiva em rochas granito-gnáissicas de alto grau metamórfico, bem como os aspectos composicionais que indicam contaminação de rochas crustais mais antigas, é também consistente com uma origem associada a rifting continental. (2). O Complexo Acamadado Touro está localizado aproximadamente a 47 km WNW da localidade de Canaã dos Carajás. Corresponde a uma intrusão acamadada MUM sub-horizontalizada de pequenas dimensões com cerca de 4,8 km de comprimento por 1,2 km de largura média, alinhada segundo a direção ENE-WSW. Apresenta texturas primárias bem presenvadas e sem evidências de deformação, e ocorre encaixado em granitóides sin-orogênicos indiferenciados (ca. 2,73-2,76 Ga). Possui arcabouço estratigráfico e litogeoquímico característico de um único pulso magmático, sendo constituído por uma Zona Ultramáfica inferior (UZ) e uma Zona Máfica superior (MZ). O Complexo Touro apresenta conteúdo de MgO variando de 10 a 24,4 % em peso. Outra característica litogeoquímica marcante deste complexo é o baixo conteúdo de sílica nas rochas analisadas, o que aponta para um magma parental do tipo subsaturado em sílica, contribuindo para ausência de ortopiroxênio como fase cumulus nas rochas desta intrusão. Dados de química mineral indicam um magma moderadamente primitivo com olivinas apresentando conteúdo de forsterita variando de Fo76,3 até Fo67,9. O Complexo Touro apresenta estrutura magmática e evolução petrológica semelhantes aos complexos acamadados intrusivos em crosta continental estável. Estas características são compatíveis com o modelo tectônico de rift intraplaca proposto por vários autores para a PMC. (3). As rochas komatiiticas portadoras de textura spinifex do Greenstone Belt Selva são os primeiros exemplos inequívocos da presença de komatiitos dentro do ST da PMC. Os afloramento destas rochas estão localizados a cerca de 1,5 km ao sul da Serra dos Carajás e foram descobertos durante trabalhos de prospecção regional para Ni-Cu (PGE) pela equipe de exploração da VALE. Essas ocorrências encontram-se associadas a uma faixa de 3,8 km de comprimento por aproximadamnete 1 km de largura média, contendo diversos tipos de rochas ultramáficas (talco xistos, serpentinitos e komatiitos portadores de textura spinifex). Esta unidade ultramáfica acompanha o trend NW-SE com mergulhos geralmente acentuados do Greenstone Belt Selva, que é composto dominantemente por quatzo-clorita xistos e clorita-actinolita xistos. Apesar das texturas spinifex e cumulus estarem bem preservadas em campo, a mineralogia primária dos komatiitos foi completamente substituída por minerais da fácies metamórfica xisto-verde. Os komatiitos com textura spinifex do Greenstone Belt Selva apresentam conteúdo de MgO variando de 22,8 a 26,8% em peso, enquanto que os komatiitos com textura cúmulus possuem conteúdo de MgO até 40,6% em peso. As lavas komatiíticas da sequência Selva foram comparadas com os komatiítos com textura spinifex da sequência Seringa (localizada dentro do Domínio Rio Maria), ambas são Al-não empobrecidas e apresentam uma razão Al2O3/TiO2 próximo de 20. Os resultados de CaO, Na2O e ETR dos komatiitos do Selva sugerem mobilidade destes elementos. Esta mobilidade pode estar relacionada à alteração hidrotermal associada a mineralização Cu-Au presente na região. A identificação de lavas komatiíticas com textura spinifex próximo à Bacia de Carajás sugere a continuidade dos greenstone belts do Domínio Rio Maria (3,0-2,9 Ga) para o interior do Subdomínio de Transição, ampliando a área potencialmente favorável a hospedar depósitos de Ni-Cu-PGE associados a komatiitos. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Canaã dos Carajás region is located at south side of Carajás ridge, inside the Transition Subdomain-TS, and is part of Carajás Mineral Province-CMP. This Province presents several world class mineral deposits and represents a very important source of Fe, Cu, Ni and Mn. This region presents several mafic-ultramafic (MUM) occurrences and, considering this diversity of assembleges that occur inside the TS, three occurrences were selected as the focous of this study regarding geological setting and petrological features: (1) Vermelho Layered Complex; (2) Touro Layered Complex; and (3) spinifex-textured komatiites of Selva area. (1). The Vermelho Layered Complex is a remarkably well preserved magmatic structure located in the Carajás Mineral Province. This medium-size mafic-ultramafic layered intrusion, located at about 2 kilometers NW from Canaã dos Carajás city, is best known for hosting world class nickel laterite resources. It is part of a cluster of mafic-ultramafic layered intrusions interpreted to be part of a large Neoarchean (ca. 2.76 Ga) magmatic event. This complex comprises an average 9.5 kilometer long per 1.5 kilometer wide NE-SW trending mafic-ultramafic intrusion, hosted by banded gneiss of the Xingú Complex (> 2.85 Ga) and massive granitic rocks. The intrusive architecture of the Vermelho Complex consists of an Upper Zone (UZ) of horizontally layered ultramafic rocks overlying a Lower Zone (LZ) of a complex but broadly subhorizontal sequence of mafic-ultramafic rocks. The MgO contents ranges from 40.12 wt.% (anhydrous base) in harzburgitic rocks, up to 2.22 wt.% in more fractionated gabbroic rocks. Mineral chemistry data from olivine crystals confirmed forsterite contents between Fo90.5 and Fo85.6, indicating a primitive parental magma source. The basal sequence of the LZ consists of interlayered ultramafic rocks, possibly resulting from successive influxes of primitive magma, and do not presents a clear evidence for a fully developed marginal reversal as indicated by the sequence of cumulates or fractionation trends of the rocks located close to the lower contact of the Vermelho Complex with country rocks. The actual landscape composed of plateaus (V1 and V2) and flat areas started to be formed at the transition from Meso-Cenozoic time and has exposed the lower portion of this layered intrusion. The data obtained in this study indicate that two major events of magma emplacement were involved in the evolution of the Vermelho Complex, the first one associated with the LZ and the second with the UZ. This dynamic magmatic evolution, composed by multiple influxes of magma, indicate favorable conditions for magmatic deposits generation. Limited reported U-Pb zircon ages for layered intrusions of the Carajás Mineral Province indicate Neoarchean ages (ca. 2680-2780 Ma) that overlap with reported ages of the extensive basaltic volcanism of the region (e.g. 2759±2 Ma; 2760±11 Ma). These results support the interpretation that layered intrusions and volcanism of the Carajás Province result from a major Neoarchean (ca. 2.76 Ga) magmatic event. The tectonic setting of this magmatic event is controversial, but lithogeochemical and isotopic evidence for significant crustal contamination of basaltic rocks have been used to suggest a continental rifting model. The structure of the Vermelho Complex, characterized by pristine rock textures, stratigraphy and magmatic structure intrusive into high metamorphic gneiss-migmatite terrains, together with compositional features indicating contamination with older crustal rocks, is consistent with an origin associated with a continental rifting. (2). The Touro Layered Complex is small size MUM intrusion located at about 47 kilometers WNW from Canaã dos Carajás city. This layered intrusion comprise an average 4.8 kilometers long per 1.2 kilometers wide trending ENE-WSW mafic-ultramafic intrusion, hosted by syn-orogenic granitoid rocks (ca. 2.73-2.76 Ga). The stratigraphic framework and lithogeochemical data follows the normal sequence of fractionation observed in single pulse magmatic layered intrusions, composed by a lower Ultramafic Zone (UZ) and an upper Mafic Zone (MZ). Touro Layered Complex have MgO contents ranging from 10 and 24.4 wt.%. Another remarkable issue is the low silica content in all assayed rocks, constraining the Touro Complex lithologies to silica-undersaturated parental magma type, contributing to the absence of orthopyroxene as cumulus phase in the rocks of this intrusion. Mineral chemistry data from olivine crystals showed forsterite contents ranging from Fo76.3 to Fo67.9, indicating a moderately fractionated parental magma for the Touro Complex. The magmatic structure and the petrological evolution of this complex are compatible with other layered complexes emplaced in stable continental crust. These features are compatible with the tectonic setting model for intraplate rift proposed by several authors for the CMP. (3). Spinifex-textured komatiites in the Selva greenstone belt are the first unequivocal examples of komatiites in the Transition Subdomain of the Carajás Mineral Province. Outcrops of spinifex-textured komatiites, located ~ 1.5 kilometers to the south of the Carajás ridge, were discovered during regional exploration for Ni-Cu-(PGE) sulfide deposits by VALE. They are associated with a 3.8 kilometers long per 1 kilometers wide unit consisting of variable types of ultramafic rocks (talc schist, serpentinite and spinifex-textured komatiite). This ultramafic unit follows the steep dipping NW-SE trending Selva Greenstone Belt composed mainly by quartz-chlorite schists and chlorite-actinolite schists. Although the spinifex and cumulus textures are well preserved in the field, the primary mineralogy of the komatiites has been completely replaced by greenschist facies metamorphic minerals. Spinifex-textured komatiites have MgO contents bracket between 22.8 and 26.9 wt.%, and cumulate textured komatiites have MgO contents up to 40.6 wt.%. Komatiites from the Selva and Seringa (located in the Rio Maria Granite-Greenstone Terrain) belts are Al-undepleted with Al2O3/TiO2 ratios close to 20. Results for CaO, Na2O, and REE suggest that these elements were mobile and their abundances have been modified during metasomatic alteration. This mobility may be related to hydrothermal alteration associated to Cu-Au mineralization in the region. The identification of spinifex-textured komatiites close to the Carajás Basin suggests the continuation of 3.0-2.9 Ga greenstone belts of the Rio Maria Granite-Greenstone Terrain within the Transition Subdomain, and enlarges the area with potential to host komatiite associated Ni-Cu-PGE deposits.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2017. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-05-08T18:07:47Z No. of bitstreams: 1 2017_EduardoTeixeiraMansur.pdf: 8548948 bytes, checksum: 23f4e942dccd94ae71c7a49afcd92943 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-09T17:53:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_EduardoTeixeiraMansur.pdf: 8548948 bytes, checksum: 23f4e942dccd94ae71c7a49afcd92943 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-09T17:53:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_EduardoTeixeiraMansur.pdf: 8548948 bytes, checksum: 23f4e942dccd94ae71c7a49afcd92943 (MD5) Previous issue date: 2017-05-09 / Os primeiros trabalhos de pesquisa mineral no Complexo Luanga datam de 1983 e desde então, ao longo de mais de 20 anos de pesquisa mineral, a área foi estuda por diversas empresas, com foco exploratório em diferentes bens minerais. Em 2001, a VALE S.A. deu início a um projeto de exploração com foco em Elementos do Grupo da Platina (EGP) na região da Serra Leste, Carajás. Este trabalho apresenta a primeira descrição sistemática do Complexo Luanga e seu depósito de EGP, desenvolvida com o auxílio das extensiva base de dados gerada pela VALE. Neste cenário, esta dissertação objetiva entender a gênese e evolução geológica do Complexo Luanga e seus diferentes estilos de mineralização de EGP. Para isso foram realizados trabalhos de campo, mapeamento geológico, descrição e amostragem de testemunhos de sondagem, interpretação de seção de sondagem, interpretação de dados de geoquímica, petrografia óptica, química de minério, química mineral, imageamento em microscópio eletrônico de varredura (MEV) e análises químicas isotópicas de isótopos de Sm, Nd e S. O Complexo Luanga é parte da suíte magmática Serra Leste, localizada na porção nordeste da Província Mineral de Carajás. O Complexo Luanga é uma intrusão de médio porte, que pode ser dividida em três zonas principais: i. Zona Ultramáfica, localizada na porção inferior da intrusão, composta por cumulados ultramáficos (peridotitos), ii. Zona de Transição, localizada na porção central da intrusão, composta por uma intercalação de cumulados ultramáficos e máficos (harzburgito, piroxenito, norito) e iii. Zona Máfica, localizada na porção superior da intrusão, composta por uma sequência monótona de cumulados máficos (noritos) com intercalações pontuais de ortopiroxenito. A Zona Ultramáfica sobrepõe a Zona de Transição, que sobrepõe a Zona Máfica, sugerindo assim que o complexo está tectonicamente invertido. A mineralogia primária dos cumulados citados é frequentemente substituída em resposta a uma transformação metamórfica heterogênea sobreposta. Apesar da recristalização mineralógica, a transformação metamórfica preserva as texturas e domínios composicionais das rochas magmáticas. Diferentes estilos de mineralização de EGP ocorrem ao longo do Complexo Luanga, com o destaque para ocorrências associadas a sulfetos disseminados e ocorrências sem associação clara com sulfetos e/ou cromititos. O primeiro caso é ilustrado por um horizonte de 10-50 metros de espessura, localizado na passagem entre as Zonas Ultramáfica e de Transição, com uma disseminação de sulfetos (i.e. 3% vol.) denominado Sulfide Zone. A mineralogia dos sulfetos é tipicamente pentlandita > pirrotita >>> calcopirita, o que resulta em um elevado tenor de Ni (i.e. 16-18%) e alta razão Ni/Cu (i.e. 10-12). A Sulfide Zone hospeda a maior parte dos recursos de EGP do depósito de Luanga (i.e. 142 Mt@ 1.24g/t EGP+Au e 0.11% Ni). O segundo estilo de mineralização é definido por horizontes de 2-10 metros de espessura, estratigraficamente acima da Sulfide Zone, que apresentam concentrações anômalas de EGP, denominados silicate-related PGE. As rochas observadas nestes horizontes não possuem nenhuma característica textural ou mineralógica que as distinga dos cumulados supracitados. Os dois estilos citados apresentam características geoquímicas distintas, quanto às concentrações de EGP. A Sulfide Zone possui razões Pt/Pd de aproximadamente 0.5 e um padrão de EGP, normalizados ao manto primitivo, típico de depósitos de sulfetos magmáticos hospedados em intrusões máfica-ultramáficas. O silicate-related PGE possui razões Pt/Pd de aproximadamente 1.2-1.3 e forte depleção em Ir e Os. Outra característica importante é a ocorrência de cristais de olivina com até 7500 ppm de Ni em alguns harzburgitos que hospedam a mineralização do tipo silicate- related PGE. Tais características sugerem que os dois estilos são formados por processos geológicos distintos. Cromititos estratiformes, com textura variada e espessura de até 60 centímetros, ocorrem ao longo do Complexo Luanga, hospedados no topo da Zona de Transição e base da Zona Máfica. Em função do extensivo processo de metamorfismo que afeta as rochas do Complexo Luanga, as composições dos cristais de cromita são modificadas. A alteração da composição primária é marcada em cristais zonados, com Mg# (Mg/Mg+Fe2+) progressivamente menor do núcleo para a borda. Estas alterações na composição primária de cristais de cromita comprometem sua aplicabilidade em estudos petrogenéticos. Nossos resultados sugerem que estas feições são comuns em cromititos hospedados em rochas alteradas em outros locais no mundo. A composição do magma parental do Complexo Luanga não pode ser obtida por métodos diretos, aplicados a intrusões bem expostas e preservadas (i.e. diques correlatos, margens de resfriamento, equivalentes extrusivos). Desta forma, a composição do magma responsável pela geração de olivinas extremamente ricas em Ni e horizontes ricos em EGP na intrusão estudada, não é óbvia. De fato, diferentes modelos podem explicar a origem de magmas ricos em Ni e a existência ou não de magmas férteis para a geração de depósitos de EGP. Os resultados apresentados suportam a geração de um magma rico em Ni que dá origem ao Complexo Luanga e a existência de uma suíte magmática fértil para a geração de depósitos de EGP na porção leste da Província Mineral de Carajás. / Since 1983 the area of the Luanga Complex has been studied by different mining companies, aiming different commodities. In 2001, Vale S.A. started an exploration program for PGE in the Serra Leste region. This project resulted in a great volume of geological data upon the layered intrusions and related mineralizations of the region. This study provides the first systematic study of the Luanga Complex and its PGE mineralization supported by the extensive database provided by VALE. Based on this scenario, the present dissertation aims the genesis and geological evolution of the Luanga Complex and its associated PGE mineralization. To achieve this objective we performed field work, geological mapping and sampling, drill core description and sampling, reinterpretation of geological sections, detailed petrography, mineral chemistry, interpretation of lithogeochemical data, scanning electron microscope images (SEM) and isotopic analyses for Sm-Nd and S systematics. The Luanga Complex is part of the Serra Leste Magmatic Suite, located in the northeastern portion of the Carajás Mineral Province. The Luanga Complex is a medium-sized layered intrusion consisting of three main zones: i. the lower Ultramafic Zone, comprising ultramafic cumulates (peridotite), ii. the Transition Zone comprising interlayered ultramafic and mafic cumulates (harzburgite, orthopyroxenite and norite) and iii. the upper Mafic Zone comprising a monotonous sequence of mafic cumulates (norite) with minor orthopyroxenite layers. The Ultramafic Zone overlies the Transition Zone, which overlies the Mafic Zone, suggesting thus that the layered sequence is tectonically overturned. Metamorphic assemblages commonly replace primary igneous minerals of the Luanga Complex. This metamorphic alteration is heterogeneous and characterized by an extensive hydration that largely preserves primary textures, bulk rock compositions and the compositional domains of igneous minerals. Different styles of PGE mineralization occur along the Luanga Complex, with occurrences associated with disseminated sulfides and occurrences with no clear association with sulfides and/or chromites. The first, ascribed as Sulfide Zone, consists of a 10 – 50 m thick interval with disseminated sulfides located along the contact of the Ultramafic and Transition Zones of the intrusion. The mineralogy of the Sulfide Zone consists of base metal sulfides with pentlandite > pyrrhotite > >> chalcopyrite, resulting in high Ni tenors (i.e. 16-18) and high Ni/Cu ratios (i.e. 10-12). The Sulfide Zone hosts the bulk of PGE resources of the Luanga Complex (i.e., 142 Mt at 1.24 ppm Pt+Pd+Au and 0.11% Ni). The other PGE mineralization, ascribed as silicate-related PGE, consists of 2-10 m thick stratabound zones across the Transition Zone. These sulfide- and chromite-free rocks, mainly harzburgite and orthopyroxenite, do not show any distinctive texture or change in modal composition that characterize the PGE enrichment. The Sulfide Zone and silicate-related PGE show differences in geochemistry behavior of PGE. The Sulfide Zone has Pt/Pd ratios of 0.5 and mantle-normalized PGE patterns typical of magmatic sulfide deposits hosted in layered intrusions. The silicate-related PGE has Pt/Pd ratios of 1.2-1.3 and a strong depletion in Ir and Os. A remarkable feature is the occurrence of anomalously Ni-rich olivines (up to 7400 ppm Ni) in harzburgites closely associated with silicate-related PGE mineralization. The geochemical and textural differences between these mineralization styles suggest that they were formed by distinct geological processes. Several variable textured stratiform chromitites, up to 60 centimeters thick, occur in the upper portion of the Transition Zone and the lower portion of the Mafic Zone. Due to the extensive metamorphic transformation overprinted over the Luanga Complex, the primary compositions of chromite crystal are extensively modified. Alteration of primary magmatic composition is indicated by zoned crystals with progressively lower Mg# (Mg/Mg+Fe2+) from core to rim. Significant changes on primary compositions of chromite identified in the Luanga Complex compromise their application for petrogenetic studies. Our results suggest that these features should be common in chromitites hosted in altered rocks worldwide. The composition of the parental magma of the Luanga Complex cannot be constrained by common approaches used to define their composition in well-exposed and well-preserved intrusions (e.g., chilled margin, bulk composition, extrusive equivalents, related dykes). Hence, the composition of the parental magma that leads the formation of Ni-rich olivines and PGE-rich horizons is not straightforward. Actually, different models have been proposed to explain the origin of Ni-rich magmas and the existence or not of PGE-fertile suites. The results of this study support the generation of a Ni-rich magma that originates the Luanga Complex and the existence of a PGE-fertile suite at the eastern portion of the Carajás Mineral Province.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Nesta dissertação foram estudas rochas máficas dos complexos alcalinos de Morro de São João, Rio Bonito, Tanguá, Gericinó-Mendanha, Morro Redondo, Itatiaia e Passa Quatro. Essas rochas ocorrem na forma de diques e/ou sills. As amostras coletadas foram classificadas como lamprófiros, fonolitos, gabros e diabásios alcalinos. A análise geoquímica permitiu identificar um trend fortemente insaturado e um trend moderadamente alcalino para os complexos estudados. O primeiro é caracterizado por foiditos e fonolitos como membros parentais e mais evoluídos, respectivamente, enquanto o segundo tem basaltos alcalinos como membros parentais e traquitos como os mais evoluídos. Todas as amostras plotam no campo da série alcalina, sendo majoritariamente miaskíticas, sódicas ou potássicas. Adicionalmente, o estudo geoquímico indicou que os complexos alcalinos representam câmaras magmáticas distintas, onde diferentes processos evolutivos tiveram lugar. As modelagens apontaram dois processos de diferenciação distintos nos complexos estudados. Os complexos alcalinos de Morro de São João, Morro Redondo, Gericinó-Mendanha e Itatiaia estariam relacionados a processos de cristalização fracionada. Por outro lado, o Complexo Alcalino de Passa Quatro teria sido diferenciado por processos de cristalização fracionada com esvaziamento e posterior reabastecimento da câmara magmática (RTF). De um modo geral, esses modelos indicaram a presença de mais do que uma série magmática nos complexos estudados e a não cogeneticidade entre as séries agpaíticas e miaskíticas. A discriminação de fontes foi feita com base na análise dos elementos terras raras das amostras parentais de cada um dos complexos (gabro em Morro de São João e lamprófiro nos demais). No entanto, este procedimento não foi aplicado para o Complexo Alcalino de Morro Redondo, uma vez que todas as suas amostras apresentaram valores de MgO muito abaixo do típico para líquidos parentais. O líquido parental do Complexo Alcalino do Gericinó-Mendanha apresentou razões de La/Yb e La/Nb, maior e menor que a unidade, respectivamente, típicas de derivação a partir fontes férteis. Os líquidos parentais dos outros complexos alcalinos tiveram suas razões La/Yb e La/Nb maiores que a unidade, típicas de derivação a partir de fontes enriquecidas. Os modelos desenvolvidos revelaram que os líquidos parentais de cada um dos complexos estudados estariam relacionados a fontes lherzolíticas com granada residual. Além disso, a fusão parcial destas fontes teria ocorrido num intervalo de 1 a 7% dentro da zona da granada. Finalmente, as modelagens petrogenéticas elaboradas permitiram a proposição de um cenário geodinâmico, envolvendo a descompressão adiabática do manto litosférico e sublitosférico anomalamente aquecidos. As características geoquímicas dos líquidos parentais parecem ter sido controladas essencialmente pela mistura desses dois tipos de fontes. / Mafic rocks from the Morro de São João, Rio Bonito, Tanguá, Gericinó-Mendanha, Morro Redondo, Itatiaia and Passa Quatro alkaline complexes were studied based on field, petrographic and lithogeochemical data. The mafic rocks are mostly alkaline lamprophyres and alkaline gabbro (in Morro de São João). The complexes show both strongly undersaturated and mildly alkaline evolutionary trends, having foidites and alkaline basalts as parental compositions. Trachytes and phonolites are the most common evolved rocks. Geochemical modelling has show that miaskitic and agpaitic series are unlikely to be related by fractional crystallization. Enriched mantle sources predominate although a fertile mantle source seems to be related with the Gericinó-Mendanha complex. Parental compositions are related to small amounts of partial melting (1-7%) of garnet lherzolite within the garnet stability field in the mantle. Simple geodynamic models indicate that the alkaline complexes are related to the adiabatic decompression of anomalously hot (~1570C) mantle although unrelated to lithospheric translation over a fixed hotspot or mantle plume. Parental compositions are likely to be strongly controled by mixing of distinctive lithospheric mantle sources and a more homogeneous sublithospheric mantle. The lithospheric components seem to be related with the accreted terranes during the Gondwana amalgamation in Early Proterozoic times.

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Na porção S-SW do Cráton Amazônico, ocorrências de soleiras e enxames de diques proterozoicos são relatadas no oriente boliviano, em Mato Grosso e Mato Grosso do Sul. Como exemplos têm-se os enxames de diques das suítes intrusivas Huanchaca, Rancho de Prata e Rio Perdido, bem como as soleiras máficas Huanchaca, Salto do Céu e Rincón del Tigre. O objetivo desta pesquisa é caracterizar natureza, evolução petrológica e tectônica do episódio magmático máfico, relacionado a eventos tafrogênicos responsáveis pela ruptura ou tentativa de ruptura da crosta continental. Para tal propósito foi feita uma abordagem multidisciplinar, envolvendo o mapeamento geológico, a realização de análises petrográfica, litoquímica e geocronológica (U-Pb ID-TIMS e Ar-Ar). As unidades estudadas estão localizadas nos municípios de Vila Bela da Santíssima Trindade, Nova Lacerda, Conquista D‟Oeste e Salto do Céu, em Mato Grosso, Porto Murtinho e Caracol, no Mato Grosso do Sul. As rochas da Suíte Salto do Céu ocorrem na região dos municípios de Salto do Céu e Rio Branco (MT) e afloram como soleiras e derrames. As soleiras encontram-se alojadas em rochas pelíticas, até então inseridas como parte do Grupo Aguapeí, com baixos valores de mergulho, quase sempre para WSW. Os derrames recobrem a mesma unidade sedimentar e apresentam estruturas verticais internas e de topo, típicas de fluxos basálticos de pequena espessura. Vesículas e amígdalas, além de feições como dobras de fluxo e brechas são comumente observadas. Petrograficamente, essas rochas são mesocráticas a melanocráticas, cinza-esverdeadas a pretas, equigranulares variando, em geral, de muito finas até médias. As soleiras são compostas por diabásios e gabros maciços que ao microscópio apresentam texturas ofítica, subofítica, intergranular e coronítica. Constituem-se, essencialmente, por plagioclásio e piroxênio, tendo como minerais acessórios: opacos, cristais aciculares de apatita e subédricos de titanita. Os derrames constituem-se de basaltos e diabásios com texturas ofítica, subofítica, hialofítica, porfirítica ou amigdaloidal em matriz pseudo-traquítica e, em alguns exemplares, vitrofírica. Os componentes principais correspondem a cristais de plagioclásio e piroxênio, além de vidro reliquiar. As amígdalas são arredondadas a elipsoidais, preenchidas por material fibroso a fibro-radiado, composto por zeólitas, clorita, fluorita e opacos. As soleiras e derrames têm afinidade toleítica, sendo classificadas como basaltos gerados em ambiente intraplaca continental. Essa unidade apresenta idade U-Pb (ID-TIMS), obtida em badeleíta, de 1439 ± 4 Ma. Dados geocronológicos Ar-Ar em plagioclásio e anfibólio, forneceram idades plateau de 1021 ± 5 Ma e integrada de 1385 ± 9 Ma, respectivamente. Os diques máficos da Suíte Intrusiva Rancho de Prata foram identificados em diversos sítios nas regiões de Nova Lacerda e Conquista D‟Oeste (MT), ao longo de uma faixa com direção NNW, de aproximadamente 30 km de largura e 150 km de extensão, se apresentando como enxame de intrusões paralelas, orientadas segundo a direção N30°–40°W com mergulhos íngremes. Exibem-se isentos de deformação e metamorfismo e mantêm contato intrusivo com as rochas gnáissicas, graníticas e metavulcanossedimentares do embasamento. As rochas dessa unidade caracterizam-se como gabros, diabásios e basaltos, faneríticos, afaníticos a porfiríticos, de granulação muito fina a média. Apresentam-se melanocráticas de cor cinza-escuro a preta, exibindo estrutura maciça, por vezes com foliação discreta paralela às paredes do dique. Microscopicamente, essas rochas são holo a hipocristalinas, e apresentam textura porfirítica, intergranular, sub-ofítica a ofítica, sendo constituídas, dominantemente, por plagioclásio, clino e ortopiroxênio, olivina e anfibólio. Nos basaltos encontra-se esporadicamente vidro intergranular de cor marromescuro. Litoquimicamente classificam-se como basaltos e andesi-basaltos. O magmatismo é do tipo subalcalino e toleítico que, pelas características químicas, se assemelham a basaltos continentais. Os padrões de distribuição dos elementos terras raras (ETR) estão em dois grupos: um fortemente fracionado e enriquecido em ETR leves e outro com pouco fracionamento, com razões médias La/Yb, respectivamente, iguais a 3,22 e 1,26. Idade U-Pb (ID-TIMS), em badeleíta, de 1387 ± 17 Ma foi obtida para este enxame. Dados Ar-Ar em plagioclásio apresentam idades plateaus de 967 ± 5 Ma e 980 ± 7 Ma. Já os dados em anfibólio são heterogêneos, com idades integradas de 1495 ± 8 Ma e 1509 ± 7 Ma. As soleiras e os diques máficos da Suíte Intrusiva Huanchaca estão inseridos no contexto geológico do Terreno Paraguá, em sua porção não afetada pelos efeitos da Orogenia Sunsás (1,1 a 0,9 Ga). Os diques têm como encaixantes rochas do embasamento do Grupo Aguapeí, representadas pelos granitos mesoproterozoicos do Complexo Granitoide Pensamiento, e ortognaisses paleoproterozoicos Shangri-lá e Turvo, do Complexo Metamórfico Chiquitania; enquanto as soleiras encontram-se alojadas nos pelitos e arenitos da Formação Vale da Promissão, Grupo Aguapeí. As soleiras afloram como blocos e lajedos com contatos sempre abruptos e paralelos ao acamamento das rochas sedimentares. Os diques afloram em pequenas e descontínuas cristas orientadas segundo a direção ENE ou como blocos arredondados a angulosos, isolados no terreno granítico-gnáissico, cuja direção preferencial varia entre N70°-90°E. As soleiras, caracterizadas por gabros e diabásios, exibem cor cinza-esverdeado a preta e granulação fina a média. Opticamente, são rochas holocristalinas de textura sub-ofítica a ofítica e, mais raramente, intergranular. Rochas cumuláticas, de ocorrência restrita, foram identificadas com paragênese e texturas semelhantes diferenciando-se pela presença de olivina e grande quantidade de minerais máficos. As rochas das soleiras consistem, essencialmente, de plagioclásio, piroxênio, anfibólio, opacos, e em algumas delas, feldspato alcalino e quartzo com intercrescimento gráfico. Os diques apresentam cor cinza-escuro a cinza-esverdeado, granulação variando da margem para a porção central do corpo de muito fina ou vítrea a média, respectivamente. Classificam-se como diabásios e basaltos, respectivamente holo e hipocristalinos, constituídos essencialmente por plagioclásios, piroxênios e olivina. Ao exame óptico, os diabásios apresentam texturas inequigranular, sub-ofítica e subordinadamente ofítica, granulação fina a média, enquanto nos basaltos domina textura porfirítica, glomeroporfirítica, vitrofírica e, mais raramente, intersertal e hialofítica. Litoquimicamente, os diques e soleiras classificam-se como basaltos andesíticos de magmatismo subalcalino do tipo toleítico, de ambiente intraplaca continental. Os ETR mostram que as rochas das soleiras são mais enriquecidas em ETRtotais do que as dos diques e apresentam uma considerável variação vertical ao envelope, no entanto a ele paralelizada. Idades plateaus Ar-Ar foram obtidas para as soleiras, tanto para o plagioclásio (948 ± 5 Ma) como para o anfibólio (1113 ± 11 Ma). Ainda para as soleiras, foi conseguida uma idade U-Pb (ID-TIMS), em badeleíta, de 1111,5 ± 1,9 Ma. O enxame de diques da Suíte Intrusiva Rio Perdido ocorre encaixado em rochas paleoproterozoicas, ao longo do Terreno Rio Apa (SW do MS) e no Paraguai. Os diques são tabulares a lenticulares, com espessura entre 1 e 30 m, são preferencialmente paralelos segundo as direções N70°-90°E e N70º-90ºW, exibem contatos abruptos e discordantes ao trend geral NS. São compostos por diabásios de granulação muito fina a fina e microgabros finos a médios, isotrópicos, sem quaisquer vestígios de deformação dúctil e metamorfismo. Ao microscópio, classificam-se como holocristalinos, com textura ofítica a subofítica, intergranular, por vezes porfirítica, e localmente quenching, com morfologia do tipo “cauda de andorinha”. Constituem-se essencialmente por plagioclásio, piroxênios e olivina. Apresentam trend toleítico, com enriquecimento em FeOt em relação ao MgO para valores de álcalis relativamente constantes. Classificam-se como basaltos e basaltos andesíticos e quanto à ambiência tectônica, se assemelham à basaltos intraplaca fanerozoicos. O comportamento dos ETR, mostra forte fracionamento de ETR pesados em relação aos ETR leves, com razões La/Yb entre 2,8 e 6,2, com anomalia pouco expressiva ou inexistente de Eu. Dados recentes U-Pb (ID-TIMS), em badeleíta, forneceram idade de 1110 Ma. O Complexo Ígneo Rincón del Tigre corresponde a uma intrusão acamadada, espessa, alojada em rochas do Grupo Sunsás (abaixo) e Grupo Vibosi (acima). Foi denominado na região de Rincón del Tigre (Bolívia), e caracterizado como um registro ígneo relacionado à Orogenia Sunsás. As rochas que compõem esse complexo foram litoestratigraficamente divididas em três unidades: Ultramáfica (basal), Máfica (intermediária) e Félsica (superior). A Unidade Ultramáfica constitui-se por dunito serpentinizado, harzburgito, olivina bronzitito, bronzita picrito e melanorito, enquanto a Unidade Máfica por norito e gabro. A Unidade Félsica está representada por granófiro. Idade U-Pb (ID-TIMS), em badeleíta, de 1110,4 ± 1,8 Ma, obtida a partir de amostra coletada da Unidade Félsica, demonstram similaridade cronológica com rochas de suítes graníticas sin e pós-orogênicas que ocorrem na província Sunsás-Aguapeí, na Bolívia e no Brasil. Com base em dados K-Ar com valores entre 875 e 1006 Ma, todas as unidades acima descritas eram agrupadas a um evento magmático e interpretadas como uma LIP associada à tentativa de ruptura do supercontinente Rodínia. Com base nos novos dados geocronológicos de precisão (U-Pb TIMS em badeleíta e Ar-Ar em anfibólio e plagioclásio) e informações de campo e petrológicas, essa hipótese não se confirma. Existem dois episódios de magmatismo fissural anteriores a aglutinação desse supercontinente: o mais antigo entre 1387 e 1439 Ma e o mais jovem em torno de 1110 Ma. Considerando a evolução do sudoeste do Cráton Amazônico, o episódio mais velho, marcado pelo enxame de diques Rancho de Prata e derrames e soleiras Salto do Céu, provavelmente esteja associado aos estágios pósorogênicos do Arco Magmático Santa Helena do Terreno Jauru; o evento mais jovem, restrito aos Terrenos Paraguá e Rio Apa, representado pelas suítes Huanchaca, Rio Perdido e pelo Complexo Rincón del Tigre, integra uma LIP esteniana na porção sul-sudoeste do Cráton Amazônico, evoluída durante uma tentativa de ruptura continental responsável pelo desenvolvimento do Aulacógeno Aguapeí. As Faixas Sunsás e Aguapeí, marcam o período de aglutinação do supercontinente Rodínia e afetam metamórfica e deformacionalmente parte desta LIP esteniana. / Sills and mafic dyke swarms are an important tool for understanding geodynamic processes once they mark the beginning of large extensional tectonic events, but also they are fundamental indicators of nature and evolution of mantle sources through geological time. In the S-SW Amazon Craton, Proterozoic sills and dyke swarms are reported in Eastern Bolivia, and in the Brazilian states of Mato Grosso and Mato Grosso do Sul. There are examples, such as the dyke swarms of the Huanchaca, Rancho de Prata, and Rio Perdido intrusive suites as well as mafic sills of the Huanchaca, and Salto do Céu suites, and Rincón del Tigre Complex. This work aims to characterize the nature, petrological evolution and tectonics of the mafic magmatic event related to tafrogenetic events that are responsible for the break-up or attempted break-up of continental crust. Several tools were used in order to clarify this issue, such as geological mapping, petrographic, lithogeochemical and geochronological (U-Pb IDTIMS and Ar-Ar) analysis. The studied units are sited in the municipalities of Vila Bela da Santíssima Trindade, Nova Lacerda, Conquista D‟Oeste, and Salto do Céu in Mato Grosso, and in Porto Murtinho and Caracol in Mato Grosso do Sul. Rocks of the Salto do Céu suite occur in the municipalities of Salto do Céu and Rio Branco (MT), and outcrop as sills and lava flows. Sills are emplaced into pelitic rocks of the Aguapeí Group usually with shallow dips towards WSW. Lava flows overly the same sedimentary unit and show internal vertical structures and flow-top structures that are typical of thin basaltic flows. Vesicles and amygdales are commonly observed along with flow-folds and breccias. Petrographically, these rocks are mesocratic to melanocratic, greenish-gray to black, and equigranular varying from very fine- to medium-grained. Sills consist of diabases and massif gabbros that under the microscope show ophitic, sub-ophitic, intergranular, and coronitic textures. They are essentially composed of plagioclase and pyroxene having its accessory assemblage represented by opaques, acicular apatite and subhedral sphene. Lava flows, in turn, consist of basalts and diabases that commonly displays ophitic, sub-ophitic, hyalophitic, porphyritic or amygdaloidal textures in a pseudo-trachytic groundmass; some samples exhibit vitrophyric texture. The main components are plagioclase, pyroxene, and relict glass. Amygdales are rounded to ellipsoidal filled with fibrous to fibro-radiated material which is composed of zeolites, chlorite, fluorite, and opaques. Sills and lava flows have tholeiitic affinity, and are classified as intraplate basalts. This suite shows a U-Pb (ID-TIMS) baddeleyite age of 1439 ± 4 Ma. 40Ar-39Ar analysis of plagioclase and amphibole provided a plateau age of 1021 ± 5 Ma, and an integrated age of 1385 ± 9 Ma, respectively. Numerous mafic dykes of the Rancho de Prata Intrusive Suite occur in the surroundings of Nova Lacerda and Conquista D‟Oeste (MT) along an array about 30 km-wide and 150 km-long trending NNW. They occurs as parallel dyke swarms striking N30°–40°W with steep dips. There are no records of deformation or metamorphism on these rocks which occur in intrusive contact with gneissic, granitic and metavulcanossedimentary rocks of the basement. These mafic dykes consist of gabbros, diabases, and basalts, very fine to medium-grained, which exhibits phaneritic, aphanitic to porphyritic textures. They are melanocratic dark-gray to black, with massif structure, in places with discrete foliation parallel to the dyke walls. Microscopically, these rocks are holo- to hypocrystalline, and show porphyritic, intergranular, and subophitic to ophitic textures, and are essentially composed of plagioclase, clinopyroxene and orthopyroxene, olivine and amphibole. Dark-brown intergranular glass is seldom observed in basalts. Lithogeochemical studies allow us to classify these rocks as basalts and andesiticbasalts. The magmatism is sub-alkaline to tholeiitic whose chemical affinity is compatible with continental basalts. Two groups are observed in rare earth elements distribution patterns: one strongly fractionated and enriched in light ETR, and another one weakly fractionated with medium La/Yb ratios, respectively, 3.22 and 1.26. A U-Pb (ID-TIMS) baddeleyite age of 1387 ± 17 Ma was obtained for the dyke swarms. 40Ar-39Ar analysis of plagioclase provided plateau ages of 967 ± 5 Ma and 980 ± 7 Ma. However, 40Ar-39Ar age-spectrum data for amphibole is heterogeneous, therefore provide integrated ages of 1495 ± 8 Ma and 1509 ± 7 Ma. Sills and mafic dykes of the Huanchaca Intrusive Suite are sited in the portion of the Paraguá Terrane which is not affected by the Sunsás Orogeny (1.1 to 0.9). Dykes occur emplaced into the basement rocks underlying the Aguapeí Group that are represented by the Mesoproterozoic granites Guaporeí and Passagem that form part of the Pensamiento Granitoid Complex, as well as by the Paleoproterozoic orthogneisses Shangri-lá and Turvo that occur within the Chiquitania Metamorphic Complex; sills, in turn, are emplaced into the pelites and sandstones of the Vale da Promissão Formation (Aguapeí Group). Sills outcrop as blocks and low-lying outcrops in abrupt and parallel contacts to the layering of sedimentary rocks. On the other hand, dykes outcrop as small and discontinuous trending-ENE crests, or as single, rounded and angular blocks in the granitic-gnaissic terrane whose main orientation varies between N70°-90°E. Sills consist of gabbros and diabases, are greenish-gray to black in colour, and fine- to medium-grained. Optically, these are holocrystalline with sub-ophitic to ophitic texture, and rare intergranular texture. Cumulate rocks of restricted occurrence were identified with paragenesis and textures similar to each other whose difference is the presence of olivine and high content of mafic minerals. These rocks are essentially composed of plagioclase, pyroxene, amphibole, opaques, and in a few of them, alkali-feldspar and quartz displaying graphic intergrowth are also observed. Dykes are dark-gray to greenish-gray with grain size decreasing from the rock wall towards the center of the body from very fine-grained or glassy to medium-grained, respectively. They are classified as diabases and basalts, respectively, holo to hypocrystalline, and have an essential composition of plagioclase, pyroxene and olivine. Under the microscope, diabases show inequigranular, sub-ophitic, and subordinate ophitic textures, and are fine- to medium-grained, while basalts display porphyritic, glomeroporphyritic, and textures vitrophyric, and rarely intersertal to hyalophitic textures. Chemically, dykes and sills are classified into sub-alkaline andesitic basalts (tholeiitic) formed in intraplate settings. REE patterns show that sills are richer in total REE relative to the dykes, as well as show significant vertical variation with respect to the REE pattern envelope, yet parallel to it. Ar-Ar plateau ages were obtained for the sills both from plagioclase (948 ± 5 Ma), and amphibole (1113 ± 11 Ma). A U-Pb (ID-TIMS) baddeleyite age of 1111.5 ± 1.9 Ma was also obtained for sills. The dyke swarms that form part of the Rio Perdido Intrusive Suite occur emplaced into Paleoproterozoic rocks sited in the Rio Apa Terrane (SW of Mato Grosso do Sul), and Paraguay. Dykes are tabular to lenticular, 1 to 30 m thick, generally striking N70°-90°E and N70º-90ºW. They exhibit abrupt and discordant contact with respect to the general NS trend. Dykes consist of very fine- to fine-grained diabases, and fine- to medium-grained microgabbros, both with no evidence of ductile deformation and metamorphism. Under the microscope, they are holocrystalline with ophitic to sub-ophitic, intergranular, and, in places, porphyritic textures, as well as quench textures in which they display swallow-tail shape. They contain essential plagioclase, pyroxenes and olivine, and show a tholeiitic trend with FeOt enrichment relative to MgO for relatively constant alkali contents. They are classified as basalts and andesitic basalts that are similar to Phanerozoic intraplate basalts. REE patterns show strong fractionation of light REE relative to the heavy, with La/Yb ratios varying between 2.8 and 6.2 and Eu anomalies subtly negative or absent. Recent U-Pb (ID-TIMS) data on baddeleyite provided an age of 1110 Ma. The Rincón del Tigre Igneous Complex is a thick layered intrusion that intrudes into the Sunsás Group (below), and into the Vibosi Group (above). Its name is due to the region of Rincón del Tigre in Bolivia, and is characterized as an igneous event related to the Sunsás Orogeny. It is divided into three units: Ultramafic (basal), Mafic (intermediate), and Felsic (superior). The Ultramafic Unit is composed of serpentinized dunite, harzburgite, olivine bronzite, bronzite picrite, and melanorite, while the Mafic Unit is composed of norite and gabbro. The Felsic Unit is represented by granophyres. A U-Pb (ID-TIMS) baddeleyite age of 1110.4 ± 1.8 Ma was obtained from the Felsic Unit, and show chronological similarity to the syn- and postorogenic granitic suites that occur in the Sunsás-Aguapeí province sited in Bolivia, and Brazil. Based on K-Ar ages varying between 1006 and 875 Ma, the units above were attributed to a single magmatic event and interpreted as a LIP that formed during an attempted breakup of Rodinia. Now, based on new precise geochronologic data (U-Pb TIMS on baddeleyite, and Ar-Ar on amphibole and plagioclase), and field and petrological data, this hypothesis is not supported anymore. There were two fissural magmatic events prior to the agglutination of this supercontinent: the older one with ages of 1439 and 1387 Ma, and the younger one around 1110 Ma old. By taking into account the evolution of the Amazon Craton, the older episode is marked by dyke swarms of the Rancho de Prata suite as well as lava flows and sills of the Salto do Céu suite, likely associated with post-orogenic stages of the Santa Helena Magmatic Arc in the Jauru Terrane; the younger event, which have occurrence restricted to the Paraguá and Rio Apa Terranes, is represented by the Huanchaca, and Rio Perdido suites and Rincón del Tigre Complex, and form part of a Stenian LIP sited in the south-southwestern Amazon Craton. This LIP evolved from an attempted break-up of continental crust that resulted in the formation of the Aguapeí Aulacogen. The Sunsás and Aguapeí Belts mark the period of agglutination of Rodinia, and are responsible for the metamorphism and deformation observed in part of this Stenian LIP.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Nesta dissertação foram estudas rochas máficas dos complexos alcalinos de Morro de São João, Rio Bonito, Tanguá, Gericinó-Mendanha, Morro Redondo, Itatiaia e Passa Quatro. Essas rochas ocorrem na forma de diques e/ou sills. As amostras coletadas foram classificadas como lamprófiros, fonolitos, gabros e diabásios alcalinos. A análise geoquímica permitiu identificar um trend fortemente insaturado e um trend moderadamente alcalino para os complexos estudados. O primeiro é caracterizado por foiditos e fonolitos como membros parentais e mais evoluídos, respectivamente, enquanto o segundo tem basaltos alcalinos como membros parentais e traquitos como os mais evoluídos. Todas as amostras plotam no campo da série alcalina, sendo majoritariamente miaskíticas, sódicas ou potássicas. Adicionalmente, o estudo geoquímico indicou que os complexos alcalinos representam câmaras magmáticas distintas, onde diferentes processos evolutivos tiveram lugar. As modelagens apontaram dois processos de diferenciação distintos nos complexos estudados. Os complexos alcalinos de Morro de São João, Morro Redondo, Gericinó-Mendanha e Itatiaia estariam relacionados a processos de cristalização fracionada. Por outro lado, o Complexo Alcalino de Passa Quatro teria sido diferenciado por processos de cristalização fracionada com esvaziamento e posterior reabastecimento da câmara magmática (RTF). De um modo geral, esses modelos indicaram a presença de mais do que uma série magmática nos complexos estudados e a não cogeneticidade entre as séries agpaíticas e miaskíticas. A discriminação de fontes foi feita com base na análise dos elementos terras raras das amostras parentais de cada um dos complexos (gabro em Morro de São João e lamprófiro nos demais). No entanto, este procedimento não foi aplicado para o Complexo Alcalino de Morro Redondo, uma vez que todas as suas amostras apresentaram valores de MgO muito abaixo do típico para líquidos parentais. O líquido parental do Complexo Alcalino do Gericinó-Mendanha apresentou razões de La/Yb e La/Nb, maior e menor que a unidade, respectivamente, típicas de derivação a partir fontes férteis. Os líquidos parentais dos outros complexos alcalinos tiveram suas razões La/Yb e La/Nb maiores que a unidade, típicas de derivação a partir de fontes enriquecidas. Os modelos desenvolvidos revelaram que os líquidos parentais de cada um dos complexos estudados estariam relacionados a fontes lherzolíticas com granada residual. Além disso, a fusão parcial destas fontes teria ocorrido num intervalo de 1 a 7% dentro da zona da granada. Finalmente, as modelagens petrogenéticas elaboradas permitiram a proposição de um cenário geodinâmico, envolvendo a descompressão adiabática do manto litosférico e sublitosférico anomalamente aquecidos. As características geoquímicas dos líquidos parentais parecem ter sido controladas essencialmente pela mistura desses dois tipos de fontes. / Mafic rocks from the Morro de São João, Rio Bonito, Tanguá, Gericinó-Mendanha, Morro Redondo, Itatiaia and Passa Quatro alkaline complexes were studied based on field, petrographic and lithogeochemical data. The mafic rocks are mostly alkaline lamprophyres and alkaline gabbro (in Morro de São João). The complexes show both strongly undersaturated and mildly alkaline evolutionary trends, having foidites and alkaline basalts as parental compositions. Trachytes and phonolites are the most common evolved rocks. Geochemical modelling has show that miaskitic and agpaitic series are unlikely to be related by fractional crystallization. Enriched mantle sources predominate although a fertile mantle source seems to be related with the Gericinó-Mendanha complex. Parental compositions are related to small amounts of partial melting (1-7%) of garnet lherzolite within the garnet stability field in the mantle. Simple geodynamic models indicate that the alkaline complexes are related to the adiabatic decompression of anomalously hot (~1570C) mantle although unrelated to lithospheric translation over a fixed hotspot or mantle plume. Parental compositions are likely to be strongly controled by mixing of distinctive lithospheric mantle sources and a more homogeneous sublithospheric mantle. The lithospheric components seem to be related with the accreted terranes during the Gondwana amalgamation in Early Proterozoic times.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-01-26T19:14:20Z No. of bitstreams: 1 2014_WolneyDutraRosa.pdf: 6037746 bytes, checksum: 5516a45f6911d4b00a52f61f8d4e24cb (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2015-02-13T13:52:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_WolneyDutraRosa.pdf: 6037746 bytes, checksum: 5516a45f6911d4b00a52f61f8d4e24cb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-13T13:52:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_WolneyDutraRosa.pdf: 6037746 bytes, checksum: 5516a45f6911d4b00a52f61f8d4e24cb (MD5) / Os complexos máficos-ultramáficos da Serra da Onça e Serra do Puma estão localizados na porção SW da Província Mineral de Carajás (PMC), um dos mais importantes distritos minerais do Brasil, conhecida por abrigar várias intrusões acamadadas que possuem significantes recursos de níquel laterítico. É resultado deste estudo, a primeira caracterização detalhada destas duas intrusões na porção ocidental da PMC, que indicam uma evolução magmática notavelmente diferente para os Complexos da Serra da Onça (CSO) e Complexo da Serra do Puma (CSP). A geologia do CSO foi previamente descrito por Macambira (1997) e Macambira e Ferreira Filho (2002). A CSO é uma intrusão de direção EW, com 24 km de comprimento e aproximadamente 3,5 km de largura. A estratigrafia da CSO consiste em um grupo de borda inferior (GBI), zona ultramáfica (ZU) e zona máfica (ZM). O GBI localizado na porção norte da intrusão, forma uma estreita e descontinua camada constituída por gabronoritos (Opx+Cpx+Pl cúmulus). A ZU forma uma serra alongada e é constituída principalmente por dunitos (Ol+Chr) e camadas de ortopiroxenitos (Opx+Chr). A sequência de cristalização da ZU consiste em Ol+Chr; Ol+Opx+Chr; Opx+Chr e Opx. A ZM abrange metade de toda área exposta da CSO e consiste em sua maioria de gabronoritos (Opx+Cpx+Pl). As rochas mais fracionadas da ZM consistem em camadas pouco espessas de ilmenita-magnetita gabronorito (Pig+Cpx+Pl+Mag+Ilm cúmulus). A sequencia de cristalização da ZM é Opx+Pl; Opx+Pl+Cpx; Pig+Pl+Cpx e Pig+Pl+Cpx+Mag+Ilm. O Complexo da Serra do Puma (CSP) é uma intrusão acamadada de direção SW-NE com aproximadamente 25 km de comprimento por 3 km de largura. Sua estratigrafia é formada por um grupo de borda inferior (GBI), zona ultramáfica (ZU) e zona acamadada (ZA). O GBI forma uma zona distinta formada por gabros (Cpx+Pl) na borda norte da CSP. A ZU forma uma serra alongada e é constituída principalmente por dunitos (Ol+Chr) com menores intercalações de peridotitos com Ol+Chr cúmulus ou Ol+Cpx+Chr, e variáveis proporções de Cpx+Opx+Pl intersticial, camadas descontinuas e pouco espessas de clinopiroxenito (Cpx cúmulus). A ZA é formada principalmente por gabros (Cpx+Pl) com inúmeras intercalações de peridotitos e em menor proporção clinopiroxenitos (Cpx+Pl). Pequenas lentes de magnetita gabro pegmatoide, interpretado como porções enriquecidas em líquido residual fracionado preso dentro da ZA. A sequencia de cristalização para CSP é formada por Ol+Chr, Ol+Cpx+Chr, Ol+Cpx, Cpx e Cpx+Pl. Sequencias de cristalização distintas para CSO (Ol+Chr > Opx+Chr > Opx > Opx+Pl > Opx+Pl+Cpx) e CSP (Ol+Chr > Ol+Cpx+Chr > Cpx > Cpx+Pl) indica que eles seguem diferentes linhas de cristalização do líquido magmático. A cristalização de Opx primeiro do que Cpx no CSO indica um magma primário saturado em sílica, no caso do CSP onde ocorre apenas a cristalização de Cpx como fase cúmulus, o magma parental deve ser insaturado em sílica. Uma composição muito primitiva (com alto conteúdo de MgO) para o magma parental da CSO e CSP é indicado pela abundância de dunitos e peridotitos (cerca de 50% nos dois complexos). O elevado conteúdo de MgO e de Ni é muito semelhante para os dunitos que são a base do minério laterítico dos dois depósitos. O range de composição dos cúmulus de Ol na ZU para o CSO (Fo86.2-92.4) e CSP (Fo88.6-87.7) suporta a interpretação da composição muito primitiva para o magma parental. A composição mais primitiva Fo92 dos cúmulus de Ol são comparáveis com as reportadas para o Great Dyke (Fo92; Wilson, 1982), Niquelândia Complex (Fo93; Ferreira Filho & Araújo, 2009; Ferreira Filho et al. 2010) e Ipueira-Medrado Sill (Fo93; Marques & Ferreira Filho, 2003), todos originados de magmas parentais muito primitivo. Perfis de elementos incompatíveis e traços, normalizados ao manto, de rochas gabroicas do CSO e CSP, mostram relativo enriquecimento em ETRL e Th, com anomalias negativas de Nb e Ta. A distribuição destes elementos traços é consistente com uma mistura de fusão de manto primitivo com crosta continental. A similaridade entre os perfis de elementos incompatíveis e traços da CSO e CSP sugere que as rochas cumuláticas dos dois complexos cristalizaram a partir de um magma parental similar em conteúdo de elementos incompatíveis. Evidências adicionais de contaminação crustal são fornecidas pelos dados isotópicos de Sm-Nd, onde o CSP tem valores de εNd (T=2.77 Ga) = -3,56 a 2,41 e o CSO com εNd (T=2.77 Ga) = -3,33 a -2,12. O fato do CSO ter valores menos variáveis e mais negativos de εNd (T=2.77 Ga) e ligeiro aumento nas razões La/Sm e Ce/Nb quando comparados as do CSP, indica uma maior contaminação crustal para o CSO. A combinação de todos os dados sugere que as composições de acordo com os magmas parentais do CSO e CSP foram derivados a partir de uma fonte semelhante, seguindo por uma contaminação variável por rochas da crosta, que é mais significativa no CSO. Dados de U-Pb em zircões ígneos, proveniente de uma magnetita gabro pegmatoide do CSP, indicaram uma idade de cristalização de 2713±30 Ma, que reforça um importante evento magmático Neoarqueno (2,76 Ga) para a PMC. Estas idades são correlatas ao vulcanismo bimodal do Grupo Grão Pará (2759±2 Ma, Machado et al., 1991; 2760±11 Ma, Trendall et al., 1998) apoiando assim a interpretação de que as rochas vulcânicas máficas e as intrusões máfica-ultramáficas resultaram de eventos coevos (Machado et al., 1991; Ferreira Filho et al., 2007). As grandes intrusões máfica-ultramáficas da CMP estão encaixadas em descontinuidades crustais profundas, que permitem a ascensão das intrusões acamadadas. Durante o processo de ascensão variáveis conteúdos de crosta continental mais antiga são assimilados, isso é esperado se o magmatismo máfico-ultramáfico em Carajás está associado com o rifteamento intra-placa de crosta mais antiga (Gibbs et al., 1986; Olszewski et al., 1989; Villas & Santos, 2001). ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The mafic-ultramafic complexes of the Serra da Onça and Serra do Puma are located in the SW portion of the Carajás Mineral Province (CMP), one of the most important mineral districts of Brazil, known for hosting several layered intrusions that have significant lateritic nickel resources. It is the result of this study, the first detailed characterization of these two intrusions in the western portion of CMP, indicating a remarkably different magmatic evolution for the Serra da Onça Complexe (SOC) and Serra do Puma Complex(SPC). The geology of the CSO was previously described by Macambira (1997) and Macambira and Ferreira Filho (2002). The SOC is an intrusion of EW direction, 24 km long and approximately 3.5 km wide. The stratigraphy of the SOC consists of a lower border group (LBG), ultramafic zone (UZ) and mafic zone (MZ). The LBG located in the northern portion of the intrusion, form a narrow and discontinuous layer consisting of gabbronorites (Opx + Cpx + Pl cumulus). The UZ form an elongated hill and is composed mainly of dunites (Ol + Chr) and orthopyroxenites layers (Opx + Chr). The sequence of crystallization of the UZ consists of Ol+Chr; Ol+Opx+Chr; Opx+Chr and Opx. The UZ covers half of the entire SOC exposed area and is characterized mostly by gabbronorites (Opx+Cpx+Pl). The most fractionated rocks of the MZ consist on slightly thick layers of ilmenite-magnetite gabbronorite (Pig+Cpx+Pl+Mag+Ilm cmulus). The crystallization sequence of the MZ is Opx+Pl; Opx+Pl+Cpx; Pig+Pl+Cpx and Pig+Pl+Cpx+Mag+Ilm. The Serra do Puma Complex (SPC) is a layered intrusion of SW-NE direction with approximately 25 km long by 3 km wide. The stratigraphy of this complex is formed by a lower border group (LBG), ultramafic zone (UZ) and layered zone (LZ). The LBG forms a distinct zone constituted by gabbros (Cpx + Pl) on the northern edge of the SPC. The UZ forms an elongated hill and is composed mainly by dunites (Ol+Chr) with minor peridotites intercalations with Ol+Chr cumulus or Ol+Cpx+Chr, and variable proportions of interstitial Cpx + Opx + Pl, discontinuous and slightly thick layers of clinopyroxenite (Cpx cumulus). The LZ is primarily composed of gabbros (Cpx + Pl) with innumerable intercalations of peridotites and clinopyroxenites in lower proportion (Cpx + Pl). Small lenses of magnetite gabbro pegmatoid are interpreted as portions enriched in fractionated residual liquid trapped inside the LZ. The crystallization sequence for the SPC is comprised of by Ol + Chr, Ol + Cpx + Chr, Ol + Cpx, Cpx and Cpx + Pl. Distinct crystallization sequences for the SOC (Ol+Chr > Opx+Chr > Opx > Opx+Pl > Opx+Pl+Cpx) and the SPC (Ol + Chr> Ol + Cpx + Chr> Cpx> Cpx + Pl>) indicates that they follow different processes of magmatic liquid crystallization. The crystallization of Opx, first of Cpx in the SOC indicates a primary magma saturated in silica, in the case of the SPC, where occurs only the Cpx crystallization as cumulus phase, the parental magma should be unsaturated in silica. A very primitive composition (with high MgO contents) for the parental magma of the SOC and the SPC is indicated by the abundance of dunites and peridotites (about 50% in both complexes). The high content of MgO and Ni is very similar to dunites which are the basis of the lateritic ore for both deposits. The composition range of Ol cumulus in UZ for the SOC (Fo86.2-92.4) and the SPC (Fo88.6-87.7) supports the interpretation of the very primitive composition for the parental magma. The most primitive composition Fo92 of Ol cumulus are comparable with those reported for the Great Dyke (Fo92; Wilson, 1982), Niquelândia Complex (Fo93; Ferreira Filho & Araújo, 2009; Ferreira Filho et al. 2010) and Ipueira-Medrado Sill (Fo93; Marques & Ferreira Filho, 2003), all originated from very primitive parental magmas. Profiles of incompatible elements and normalized to the mantle traces of the SOC and SPC gabbroic rocks, show relative enrichment in LREE and Th, with negative anomalies of Nb and Ta. The distribution of these trace elements is consistent with a fusion blend of primitive mantle and continental crust. The similarity between the profiles of incompatible elements and traces of the SOC and the SPC suggests that the cumulate rocks of both complexes crystallize from a similar parental magma regarding the contents of incompatible elements. Additional evidence of crustal contamination is provided by Sm-Nd isotopic data, where the SPC shows values of εNd (T=2.77 Ga) = -3.56 to 2.41 and the SOC presents εNd (T=2.77 Ga) = -3.33 to -2.12. The fact that the SOC have lower variable values and more negative values of εNd (T=2.77 Ga) and slight increase in La/Sm and Ce/Nb ratios compared to the SPC, indicates a greater crustal contamination to the SOC. The combination of all data suggests that the compositions, according to the parental magmas of the SOC and the SPC, were derived form a similar source, followed with a variable contamination by crustal rocks, which is more significant in the SOC. U-Pb data in igneous zircons from a magnetite gabbro pegmatoid of the SPC, indicated a crystallization age of 2713±30 Ma, which reinforces an important Neoarchean (2.76 Ga) magmatic event for the CMP. These ages correlate to the bimodal volcanism of the Grão Pará Group (2759±2 Ma, Machado et al., 1991; 2760±11 Ma, Trendall et al., 1998) supporting the interpretation that the mafic volcanic rocks and mafic-ultramafic intrusions resulted from coeval events (Machado et al., 1991; Ferreira Filho et al., 2007). Mafic-ultramafic large intrusions of the CMP are embedded in deep crustal discontinuities, allowing the ascension of the layered intrusions. During the ascension process, variable contents of oldest continental crust are assimilated, and this is expected if the mafic-ultramafic magmatism in Carajás is associated with the older crust intraplate rifting (Gibbs et al., 1986; Olszewski et al., 1989; Villas & Santos, 2001).