A Suíte Alcalina da llha Monte de Trigo localiza-se no litoral norte do Estado de São Paulo. Representa uma manifestação do tipo sienito-gabróide alcalina mu lti-intrusiva rasa (<1 kbar), do Cretáceo Superior (86,5 Ma), associada à Província Alcalina da Serra do Mar. Aloja-se em rochas granítico gnáissicas neoproterozóicas da Faixa Ribeira, contudo estas não aparecem in situ na ilha. Tal suite é comparável às ocorrências das ilhas de São Sebastião, Búzios e Vitória. O magmatismo inicial é representado por um corpo máfico/ultramáfico cumulático, onde predominam melateralitos, olivina melagabros com nefelina, olivina gabros, clinopiroxenitos e olivina clinopiroxenitos. As rochas são maciças, inequigranulares média a grossa e com grande variação modal, Compõem-se predominantemente de diopsídio a diopsídio subsilíssico com Fe\'POT.3+\' zonado, além de olivina (crisolita a hialosiderita), plagioclásio (bytownita a andesina), magnetita e apatita. Nefelina, kaersutita e biotita têm desenvolvimento intersticial. O caráter cumulático destas rochas é consistente com a natureza ultrabásica (mg# entre 73,4 e 44,7), os baixos conteúdos de Na e K, e as diferenças entre o mg# da rocha e da composição do líquido em equilíbrio com as olivinas, conforme a partição do Ni e do mg#. Associados a estas litologias ocorrem diques sin-plutônicos de microteralito e microessexito, e um pequeno corpo de nefelina monzossienito, representando possivelmente diferenciados magmáticos. São rochas básicas (mg# entre 61,6 e 11,6), mesocráticas, maciças a orientadas, média a fina. Diferem do corpo máfico/ultramáfico pela cristalização inicial de feldspato alcalino, anfibólio (kaersutita a pargasita) e nefelina. No corpo máfico/ultramáfico cumulático e seus diferenciados, as relações texturais, as variações petrográficas e geoquímicas, e os os modelos de balanço de massa indicam o fracionamento de diopsídio e, em menor proporção, de olivina como o principal mecanismo de evolução magmática. O magmatismo segue com a colocação de uma brecha magmática intrusiva, cortando o olivina gabro. O corpo tem forma aproximadamente circular, com diâmetro de 50 a 60 m, compondo aparentemente uma estrutura tipo pipe. Compõe-se de uma matriz afanítica rica em sulfetos e fragmentos arredondados (até 2m) do corpo máfico/ultramáfico e do embasamento granítico-gnáissico. A terceira manifestação magmática resultou na formação de um stock zonado de nefelina sienito e álcali feldspato sienito com nefelina, e de diques sin-plutônicos de nefelina microssienito. Essas rochas ocupam toda a faixa central e sul da ilha, representando a litologia dominante. As variedades nefelina sieníticas são maciças, foiaíticas e hipidiomórficas, de granulometria média a grossa e coloração cinza claro a bege. Predominam os tipos miaskíticos e hipersolvus. Compõem-se de feldspato alcalino mesopertítico, nefelina intersticial, anfibólio subedral zonado (ferropargasita - hastingsita - catoforita), piroxênio subedral zonado (diopsídio - hedenbergita - egirina) e biotita, além dos acessórios apatita, titanita e magnetita. Os dados mineralógicos e geoquímicos indicam uma evolução magmática a partir do álcali feldspato sienito com nefelina para o nefelina sienito e, por fim, os diques de nefelina microssienitos. Durante a cristalização e evolução ocorreram mudanças na \'alfa\'SiO\'IND.2\', fH\'IND.2\', e em menor grau na fO\'IND.2\' e fF, que se traduzem nas variações paragenéticas e texturais observadas. Destacam-se entre os diques de nefelina microssienitos uma variedade de afinidade agpaítica, representando os termos mais evoluídos da associação. A paragênese identificada inclui zirconolita, loparita-(Ce), pirocloro, britholita-(Ce), eudialita, hiortdahlita, wohlerita e lavenita, além de um possível mineral novo denominado \"trigoíta\". À manifestação magmática final pertence uma série de diques de lamprófiros (monchiquitos e camptonitos), tefritos, nefelinitos, fonotefritos, tefrifonólitos e fonólitos, cortando as demais litologias de forma rúptil. São rochas porfiríticas de matriz afanítica contendo principalmente olivina, piroxênio, espinélio, anfibólio, biotita, plagioclásio, feldspato alcalino, nefelina e analcima. Esta paragênese e a composição mineral variam aparentemente num contínuo. Os dados geoquímicos sugerem que estes diques derivaram de um magma parental comum, e assim representando a uma mesma série magmática. O curto intervalo deste magmatismo (<0,5Ma) e o caráter recorrente de magmas primitivos, como os que geraram o corpo máfico/ultramáfico e os diques lamprofíricos, apontam para uma fonte magmática comum para todas as rochas da suíte. Este magma parental parece ter uma composição basanítica similar à dos lamprófiros mais primitivos, gerado pela fusão parcial de <5% de uma paragênese mantélica contendo granada previamente metassomatisada, com limitada influência do CO\'IND.2\', sob condições de aproximadamente 1300°C e de 2 a 3GPa. As razões isotópicas de Sr e Nd e as razões entre elementos traços incompatíveis dos litotipos mais primitivos (lamprófiros), indicam uma fonte litosférica heterogênea, com assinatura do tipo EMI-HIMU. Esta assinatura é coerente com o restante das ocorrências da Província Alcalina da Serra do Mar. As idades modelos de Nd em relação ao manto empobrecido, de aproximadamente 650Ma, para as rochas da Ilha Monte de Trigo, sugerem um enriquecimento metassomático mantélico ligado aos eventos neoprotezóicos que registrados nas rochas encaixantes. Dentre os fatores que teriam contribuído para a fusão mantélica destaca-se: (1) a despressurização da região fonte no manto superior, relacionada à tectônica dos riftes quando da abertura do Atlântico Sul; (2) o aumento generalizado da temperatura no manto relacionado a anomalias termais regionais ou à presença de plumas mantélicas; e (3) a influência de fases voláteis (e.g. anfibólio, flogopita e carbonatos) abaixando a temperatura do solidus mantélico. / Monte de Trigo Island Alkaline Suite is located in the north coastal area of the State of Sao Paulo. It represents a Late Cretaceous (86,5Ma) shallow (< 1 kbar) multi-intrusive alkaline syen ite-gabbroid complex, associated with the Serra do Mar Alkaline Province. It is emplaced into Neoproterozoic graniticgneisses of the Ribeira Belt, which do not croop out in situ. This suite is similar to the alkaline suites that occur in the Sao Sebastiao, Buzios and Vitoria islands. The cumulate mafic-ultramafic rocks represent the beginning of the magmatism, comprising melatheralites, nepheline-bearing olivine melagabbros, olivine gabbros, clinopyroxenite and olivine clinopyroxenite. They are massive, medium- to coarse-grained inequigranular with plonounced modal variation. They are mainly composed of pyroxene (zoned diopside to subsilicic ferrian diopside), in addition to olivine (chrysolite to hialosiderite), plagioclase (bytownite to andesine), magnetite and apatite. Nepheline, kaersutite and biotite are interstitial phases. The cumulate character of these rocks is consistent with their ultrabasic nature (mg# 73.4 - 44.7), low Na and K contents, and with differences in composition of the rock and the liquid in equilibrium with olivine, according to the partition of Ni and mg#. Syn-plutonic microtheralite and microessexite dykes as well as a small nepheline monzosyenite body occur in association with the above mentioned lithologies, possibly representing differentiated magmatic rocks. They are basic (mg# 61.6-11.6), mesocratic, massive to foliated, medium- to coarse-grained rocks. They differ from the mafic/ultramafic body due to the early clystallization of alkali feldspar, amphibole (kaersutite to pargasite) and nepheline. In the cumulate mafic/ultramafic body and its differentiated rocks, textural relationships, petrographic and geochemical variations, as well as mass balance models, indicate fractional crystallization of diopside and, to a lesser extent, olivine as the main magmatic evolution mechanism. Magmatism follows with the formation of an intrusive magmatic breccia, which cuts the olivine gabbro. The breccia is apparently a nearly circular-shaped pipe with 50-60m in diameter. It is composed of a sulphide-rich aphanitic matrix with rounded fragments (up to 2m) of the mafic/ultramafic body and granitic-gneisses country rocks. The third magmatic manifestation led to the formation of a nepheline syenite and nepheline-bearing alkali feldspar syenite zoned stock and synplutonic nepheline microsyenite dykes. These rocks are the prevailing lithologies in the island, covering its central and southern portions. Nepheline syenitic varieties are massive, foyaitic to hypidiomorphic, medium- to coarse-grained, and light grey to beige colored. Miaskitic and hipersolvus types prevail. They are composed by mesoperthitic alkali feldspar-, interstitial nepheline, zoned subhedral amphibole (ferro-pargasite - hastingsite - katophorite), zoned subhedral pyroxene (diopside - hedenbergite - aegirine) and biotite, in addition to apatite, titanite and magnetite as accessory phases. Mineralogical and geochemical data suggest a magmatic evolution from nephelinebearing alkali feldspar syenite to nepheline syenite and finally to nepheline microsyenites dykes. Changes in \'alfa\'\'SiO IND.2\', fH\'IND.2\', and to a lesser extent in fO\'IND.2\' and fF occurred throughout the crystallization and magmatic evolution, and were responsible for the observed paragenetic and textural variations. Among the nepheline microsyenite dykes, an agpaitic variety occurs, representing the most evolved terms of this association. The identified paragenesis includes zirconolite, loparite-(Ce), pyrochlore, britholite-(Ce), eudialyte, hiortdahlite, wohlerite and lavenite, as well as a possibly new mineral named \"trigoite\". The last magmatic manifestation comprises lamprophyres (monchiquites and camptonites), tephrites, nephelinites, phonotephrites, tephriphonolites and phonolites, that cross cut the older lithologies. These rocks are porphyritic with aphanitic groundmass, mainly constituted by olivine, pyroxene, spinel, amphibole, biotite, plagioclase, alkali feldspar, nepheline and analcime. This paragenesis and the mineral composition apparently vary in a continuum, Geochemical data suggests that these dykes are derived from a commom parental magma, thus representing a single magmatic series. A common magmatic source for all the rocks of this suite is evidenced by the short magmatic interval (<0.5Ma) and the recurrent nature of primitive magmatic episodes, such as those that originated the mafic/ultramafic body and lamprophyric dykes. This parental magma seems to have had a basanitic composition similar to those of the most primitive lamprophyres, generated by the partial melting (<5%) of a previously metasomatized garnet-bearing mantle, with limited CO\'IND.2\' influence, under approximately 1300°C at 2 to 3GPa. A heterogeneous lithospheric source with EMI-HIMU signature is indicated by \'ANTPOT.87Sr\'/\'ANTPOT.86 Sr\', \'ANTPOT. 143 Nd\'/\'ANTPOT.144Nd\' and incompatible element ratios of most primitive lithologies (lamprophyres). This signature is consistent with other occurrences of the Serra do Mar Alkaline Province. Depleted mantle Nd model ages (\'TIND. DM), of nearly 65OMa, for Monte de Trigo lsland rocks suggest a mantle that was metasomatically enriched during the Neoproterozoic events recorded in the country rocks. Several factors might have contributed to the mantle partial melting, such as: (1) pressure release in the source region on the upper mantle, related to the rift tectonic evolution during the South Atlantic opening: (2) the general mantle temperature increase related to regional thermal anomalies or to the presences of mantle plumes; and (3) the influence of volatile phases (e.g. amphibole, phlogopite and carbonates) lowering the mantle solidus temperature.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-02-19T17:31:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE_Lucilene_Versão Biblioteca_opt2.pdf: 11188932 bytes, checksum: ee1b9d5fd945808f5f7ea8949ae30fc4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-19T17:31:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE_Lucilene_Versão Biblioteca_opt2.pdf: 11188932 bytes, checksum: ee1b9d5fd945808f5f7ea8949ae30fc4 (MD5) Previous issue date: 2017-01-20 / Magmatismo de alto-K constitui importante feição da evolução Brasiliana (Ediacarano) das províncias Borborema (NE) e Mantiqueira (Sul). Neste trabalho foram estudadas 07 intrusões dos domínios da Subprovíncia Transversal [Bom Jardim (SBJ), Toritama (ST), Fazenda Nova (SFN), Terra Nova (STN), Campina Grande (CCG), Pajeú (PP)] e do Domínio Pernambuco Alagoas (Suíte Serra do Catú-SSC) da Província Borborema-PB e, 04 intrusões [Lavras do Sul (SLS), Santo Antônio (SSA), Cruzeiro do Sul (PCS), Encruzilhada do Sul (SES)], da Província Mantiqueira. As intrusões estudadas estão dispostas ao longo de zonas de cisalhamento transcorrentes e suas ramificações de movimentações sincrônicas ou assíncronas, e/ou associadas a sistemas de falhas. São rochas metaluminosas de alto-K (SBJ, ST, SFN, STN, CCG, PP, SSC, SLS, SSA, PCS, SES) a peralcalinas (SES), incluindo enclaves máficos ricos em K, cogenéticos ou não. Dados U-Pb por LA-ICP-MS em zircão e titanita (STN) definem idades concordantes variando de 605 a 566 Ma (Ex: SBJ - 581,7 ± 1,4 Ma; SBJ/enclave - 581 ± 3,9 Ma; ST - 588,5 ± 7 Ma; SFN - 591,4 ± 4 Ma; CCG - 580,9 ± 1,2 Ma; CCG/gabro - 577,3 ± 6 Ma; PP - 565,6 ± 4,7 Ma; STN - 599 ± 13 Ma; SSC - 605,1 ± 3,5 Ma; SLS - 584,4 ± 4,8 Ma). Zircões e titanitas foram analisados geoquimicamente e suas imagens CL e BSE mostram zonação magmática, inclusões de apatita, monazita, e óxidos. Zircões apresentam padrões enriquecidos em ETRP, anomalia positiva de Ce e negativa de Eu, sugerindo origem ígnea. Valores de εHf(t) variam de -9 a -22, e idades modelo TDM de 1,5 Ga e 2,0 Ga. Razões Zr/Hf (ppm) em zircões sugerem mais de uma fonte para os granitóides estudados. Os granitoides estudados são classificados como shoshoníticos e transicionais. Os dados obtidos sugerem que as fontes destes granitoides envolveram grau variado de mistura entre magmas alcalinos e calcioalcalinos, este último possivelmente resultante da fusão de crosta inferior. A evolução dos magmas envolveu contaminação/assimilação de magmas gerados por fusão parcial da crosta. Cristalização fracionada foi o principal processo envolvido na evolução dos magmas shoshoníticos principalmente do SBJ. Semelhanças isotópicas e geoquímicas dos granitoides de alto-K nas províncias Borborema e Mantiqueira possibilitaram classificar o magmatismo de alto-K destas províncias como: 1) calcioalcalino de alto-K, (SFN, CCG) com valores de εNd(t) variando de -12 a -15, TDM 1,7-2,1 Ga, valores de εHf(t) de -17 a -23, ƒO2 de -6 a -23, e idade de cristalização variando de 591 a 581 Ma; 2) shoshonítico, (STN, SSC, SLS, SSA, PCS) com valores de εNd(t)= -1,2 a -14, TDM=1,2-1,9 Ga, εHf(t)=-12, ƒO2 de 0 a -23, δ18O=5,8-9,3, e idade de cristalização 605-584 Ma; 3) transicional shoshonítico-alcalino, (SBJ, ST, Gabro-CCG, PP) com valores de εNd(t) variando de -9 a -19, TDM = 1,7-2,2 Ga, εHf(t)=-9 a -22, ƒO2 de 2 a -24, e idade de cristalização no intervalo 588-566 Ma; 4) toleítico-alcalino, (SES) com valores de εNd(t) = -16, TDM = 2,1 Ga, ƒO2 de -13 a -19, e idade de cristalização 585 Ma. / High-K magmatism constitutes an important Brasiliano (Ediacaran) feature during the evolution of the Borborema and Mantiqueira Provinces. This work presents 07 studied intrusions of the Transversal Subprovince [Bom Jardim (BJS), Toritama (TS), Fazenda Nova (FNS), Terra Nova (TNS), Campina Grande (CGC), Pajeú (PP)] and the Pernambuco-Alagoas Domain (Serra do Catú Suite - SCS) from the Borborema Province, and 04 intrusions [Lavras do Sul (LSS), Santo Antônio (SAS), Cruzeiro do Sul Pluton (CSP) and the Encruzilhada do Sul (ESS)] concerning the Mantiqueira Province. These intrusions are emplaced along strikeslip shear zones and their ramifications with synchronous or asynchronous movements, and/or related to fault systems. Rocks samples range from high-K metaluminous (SBJ, ST, SFN, STN, PCG, PP, SSC, SLS, PCS, SES) to peralkaline (SES) with K-rich mafic enclaves cogenetic or non-cogenetic. U-Pb data obtained using LA-ICP-MS in zircon and sphene (TNS) define Concordia ages between 605 and 566Ma (SBJ - 581,7 ± 1,4My; SBJ/enclave - 581 ± 3,9My; ST - 588,5 ± 7My; SFN - 591,4 ± 4My; CCG - 580,9 ± 1,2My; CCG/gabro - 577,3 ± 6My; PP - 565,6 ± 4,7My; STN - 599 ± 13My; SSC - 605,1 ± 3,5My; SLS - 584,4 ± 4,8My). Zircon and sphene grains were geochemically analyzed and imaged using CL and BSE, displaying magmatic zonation, apatite, monazite and oxide inclusions. Zircon crystals exhibit HREE enriched patterns, Ce positive and Eu negative anomalies, suggesting igneous origin. εHf(t) values range from -9 to -22 and TDM model ages from 1,5 to 2,0Ga. Zr/Hf (ppm) ratios in zircon crystals suggest multiple sources to the studied granitoids. Shoshonitic and transitional granitoids are product of several degrees of mixing of alkaline and calc-alkaline magmas melting of the lower crust or metasomatized lithospheric mantle? Evolution of these magmas involves contamination/assimilation with magmas generated by partial melting of crust. Fractional crystallization was the main process on the evolution of shoshonitic magmas, specifically the BJS. Isotopic and geochemical similarities among the High-K granitoids from the Borborema and Mantiqueira Provinces enabled to classify the high-K magmatism in these provinces as: 1) High-K calc-calkaline (FNS, CGC), with εNd(t) values ranging from -12 to 15, TDM 1,7-2,1 Ga, εHf(t) values from -17 to -23, ƒO2 from -6 to -23, and crystallization ages from 591 to 581 My; 2) shoshonitic, (TNS, SCS, LSS, SAS, CSP) with εNd(t)= -1,2 to -14, TDM=1,2-1,9 Ga, εHf(t)=-12, ƒO2 from 0 to -23, δ18O=5,8-9,3, and crystallization ages between 605-584My; 3) transitional shoshonitic-alkaline, (BJS, TS, CGC/gabro, PP) with εNd(t) values varying from -9 to -19, TDM = 1,7-2,2 Ga, εHf(t)=-9 to -22, ƒO2 from 2 to -24, crystallization ages between 588-566 My; 4) tholeiitic-alkaline, (ESS) with εNd(t)= -16, TDM = 2,1 Ga, ƒO2 from -13 to -19, and crystallization ages 585My.

Demuestra a través de un estudio petrográfico y geoquímico, los contrastes petroquímicos a lo largo de una transversal este – oeste de las rocas volcánicas del Grupo Barroso, expuestos entre los paralelos 16°30° y 17°30° Sur, en una zona de estudio divida en dos sectores: Occidental (cuadrángulos de Huaytire y Tarata) y otra Oriental (cuadrángulo de Mazo Cruz). La petrografía indica que en el Sector Occidental, la andesita ejerce el control petrográfico, mientras que en el Sector Oriental lo hacen las traquitas. La geoquímica define un carácter calco-alcalino de las rocas del Grupo Barroso, compuestas por traquiandesitas basálticas a andesitas, en el Sector Occidental; y traquiandesitas a traquidacitas, en el Sector Oriental. La evolución e incremento de los elementos traza evidencian el fraccionamiento del magma a través de la corteza y en dirección occidental-oriental, con fuerte control de la plagioclasa. Petrogenéticamente, las rocas del Grupo Barroso se han generado en un ambiente tectónico relacionadas con zonas de subducción. Los diagramas de elementos mayores y trazas sugieren que la cristalización fraccionada es el proceso genético por el cual se han generado esta serie de rocas. Los magmas que dieron origen a las rocas volcánicas del Sector Occidental formaron fases sulfuradas, mientras que las rocas del Sector Oriental presentan una componente de afectación hidrotermal con mayor evolución en su proceso, lo que sugiere que podrían albergar mineralización. / Tesis

El presente trabajo comprende el estudio de un enjambre de diques máficos, para los cuales se presume un origen común, localizados en el extremo oriental del Complejo Plutónico Illapel (CPI, 31°25' – 32°30'S), con el objetivo de determinar si las texturas y estructuras internas de éstos permiten definir la existencia de un flujo magmático. Como este fue el caso, se planteó la posibilidad de estimar la dirección del vector que domina dicho flujo como un nuevo objetivo. Adicionalmente, se estudiaron las variaciones composicionales, texturales y mineralógicas en secciones transversales de un subconjunto de los dique es con el objetivo de interpretar algunos de los procesos involucrados en su construcción. Para estos fines se han planteado una serie de metodologías, entre las cuales se cuenta el análisis digital de microfotografías mediante el uso del software de procesamiento de imágenes ImageJ para: (i) la estimación de la proporción y distribución de tamaño de minerales opacos; y, (ii) la determinación de la dirección del eje mayor de cristales de plagioclasa con el propósito de definir estadísticamente una lineación que responda a la dirección del transporte magmático y que por consiguiente, pueda representar un vector de flujo. La primera de dichas metodologías permite facilitar la tarea de estimar proporción y distribución de tamaño de minerales opacos, reduciendo el error humano asociado a otros métodos y el tiempo de análisis hasta la obtención de los resultados, convirtiéndose en una herramienta útil en lo que se refiere a estudios paleomagnéticos. La segunda, se ha evaluado a través de la comparación con resultados obtenidos en base a otras metodologías estudiadas previamente por otros autores: (i) Imbricación de las foliaciones magnéticas (Geoffroy et al., 2002); (ii) Flujo siguiendo la dirección del eje principal menor de susceptibilidad magnética (K1); y (iii) Sentido de flujo en base a observaciones de afloramiento (Correa-Gómes et al., 2001) y se ha llegado a la conclusión de que al menos para dos de los diques estudiados la orientación de cristales de plagioclasa determinada puede corresponder a la realidad denotando un flujo magmático subvertical. Sin embargo, para mejorar los resultados se hace necesario establecer un plano adecuado para la medición de la orientación de los cristales, el cual puede ser el plano perpendicular al eje principal mayor de susceptibilidad magnética (K3). Algunos de los diques estudiados tienen un origen sinplutónico y otros, postplutónico. Entre estos últimos, existe un par que se habría formado por una dilatación de sus paredes en una dirección oblicua a su rumbo. Por otra parte, las texturas observadas en todos los diques son de origen ígneo y algunas de ellas dejan en evidencia un flujo magmático que habría generado diferenciación (efecto Bagnold) concentrando los fenocristales en la región central y aumentando la proporción de SiO2 y Al2O3 desde los márgenes hacia el centro en al menos uno de los diques.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Geología / Memoria para optar al título de Geóloga / Fondecyt Nº 11140012 / 07/05/2021

Essa tese de Doutorado tem por objetivo apresentar uma discussão sobre a evolução do manto litosférico subcontinental na região nordeste da Província Borborema, desde o Mesozóico até Cenozóico. Para isso foram obtidos dados de geoquímica elementar e isotópica de dois importantes eventos magmáticos expostos na região: (i) o enxame de diques toleíticos Ceará-Mirim (Cretáceo Inferior) e (ii) o vulcanismo alcalino Macau representado por plugs, necks e lavas com idades distribuídas desde o Oligoceno ao Mioceno.O enxame de diques de Ceará Mirim é composto de (i) olivina toleítos de alto-Ti, (ii) toleítos evoluídos de alto-Ti (TiO2&gt;1,5 wt.%; Ti/Y&gt;360), e (iii) toleítos de baixo-Ti (TiO2&lt;1,5wt%; Ti/Y&lt;360), todos com forte enriquecimento em elementos incompatíveis relativo ao manto primitivo. Os olivina toleitos exibem teores em Nb-Ta semelhante àqueles de magmas do tipo OIB. Ao contrário, os toleitos evoluídos de alto-Ti e os toleítos a baixo-Ti mostram anomalias negativas em Nb-Ta, as quais são mais pronunciadas nos basaltos de baixo-Ti. Os olivina toleítos mostram a razões iniciais 87 Sr/86Sr uniformes (0,7034-0,7037), enquanto que as composições isotópicas de Nd e Pb são variáveis, parte delas moderadamente radiogênicas(0,512518- 0,512699; 19,13-19,25). As composições isotópicas de Pb sugerem a contribuição de um componente FOZO na gênese desses olivina toleitos. Os outros toleítos apresentam valores muito mais variáveis, com 87Sr/86Sr radiogênicas (em comparação ao BSEt=127) e valores subcondríticos para Nd (&lt;0,512442 ou \'épsilon\'Nd&lt; -0,6). Quando combinadas com razões 206Pb/204Pb entre 17,08 e 18,41, os toleitos evoluídos de alto-Ti e os toleitos de baixo-Ti mostram afinidade com o componente EMI, sendo as características enriquecidas dos toleitos de baixo-Ti mais acentuadas devido a contaminação crustal durante ascensão. As similaridades com EMI, as anomalia de Nb e idades modelo TDM&gt; 1 Ga, são evidências composicionais para atribuir a origem dos toleítos evoluídos de altoe baixo-Ti à fusão do manto litosférico subcontinental proterozóico, metasomatizado por um componente de subducção. Os dados de termometria aliados aos padrões fracionados de elementos terras raras indicam que a fusão deve ter acontecido a ~60 km,na região de transição granada-espinélio assumindo uma litosfera afinada durante o Cretáceo. Os olivina toleitos, por sua vez, teriam fundido em profundidades de ~75 km a partir da astenosfera tipo-FOZO, passivamente soerguida em decorrência de afinamento litosférico relacionado a esforços distensivos duranteo Cretáceo. O vulcanismo cenozóico Macau é representado por alcali-basaltos, basanitos e nefelinitos. Basaltos toleíticos são menos comuns. Em geral, os basaltos Macau guardam alguma semelhança com os olivina toleitos cretáceos. São enriquecidos em elementos incompatíveis e 6 em Nb-Ta, mas com características mais primitivas como10&lt;MgO&lt;15wt.% e 200&lt;Ni&lt;500ppm. Todos experimentaram fracionamento de olivina e clinopiroxênio, enquanto plagioclásio contribuiu em menor importância. O modelamento feito a partir de razões entre elementos terras raras combinado a dados termométricos indicam que os basanitos e alcali-basaltos teriam fundido a partir de lherzolitos a profundidade entre 80-90 km, na região de transição espinéliogranada, enquanto que os nefelinitos seriam produto da fusão (&lt;0,1%) mais profunda,a ~120 km de profundidade (~1470ºC). As composições isotópicas Sr-Nd-Pb são semelhantes a magmas OIB gerados pela mistura de dois reservatórios, odelados como FOZO e EM. A identificação de FOZO no Cenozóico da Província Borborema aliada à ausência de um cenário tectônico compatível com afinamento litosférico/ascensão passiva da astenosfera e/ou presença de plumas,nos leva a propor que a astenosfera tipo-FOZO teria se re-equilibrado termalmente com o manto litosférico subcontinental desde o Cretáceo. Ao contrário, o componente EM nos basaltos Macau não pode ser correlacionado ao mesmo manto litosférico enriquecido identificado nos toleitos. Embora ainda não muito clara, sua origem é por ora atribuída a metassomatismo potássico provavelmente relacionado ao impacto da pluma de Fernando de Noronha sob o continente. As similaridades isotópicas entre esses basaltos oceânicos e os basaltos continentais sugerem que alguma ligação genética deve ser considerada. Por fim, composições isotópicas de Os e idades modelo TRD obtidos de xenólitos peridotíticos nos basaltos cenozóicos, registram a recorrência de múltiplos eventos de extração de magmas (1,3 a 0,1 Ga) e metassomatismo, confirmando a evolução química complexa experimentada pelo manto litosférico subcontinental no extremo nordeste da Província Borborema. / The objective of this doctoral thesis is to present a discussion on the evolution of the subcontinental lithospheric mantle in the northeast of the Borborema Province from the Mesozoic to the Cenozoic. For this reason, element and isotope geochemical data were obtained from two important magmatic events in the region: (i) the Lower Cretaceous Ceará-Mirim dyke swarm and (ii) the Macau alkaline volcanism characterized by plugs, necks and flows of Oligocene to Miocene ages. The Ceará-Mirim dyke swarm is composed of (i) high-Ti olivine tholeiites, (ii) evolved high-Ti tholeiites (TiO2&gt;1.5 wt.%; Ti/Y&gt;360), and (iii) low-Ti tholeiites (TiO2&lt;1.5 wt.%; Ti/Y&lt;360), all exhibiting strong enrichment in incompatible elements relative to the primitive mantle. The Nb-Ta abundance in the olivine tholeiites is of OIB affinity, while the evolved high-Ti and the low-Ti tholeiites demonstrate Nb-Ta negative anomalies, more accentuated in the low-Ti basalts. Initial 87Sr/86Sr ratios in the olivine tholeiites are less variable (0.7034-0.7037), but have variable Nd and Pb isotopic compositions with some moderately radiogenic (0.512518-0.512699; 19.13-19.25). The Pb isotopic compositions suggest the contribution of a FOZO component in the genesis of the olivine tholeiites. The other tholeiites exhibit more variable values, with radiogenic 87Sr/86Sr (relative to BSEt=127) and subchondritic Nd &lt;;0.512442 or \'èpsilon\'Nd &lt; -0.6). When combined with the 206Pb/204Pb ratios of 17.08 to 18.41, the evolve high-Ti tholeiites demonstrate EM1 affinity, with the enriched nature of the low-Ti tholeiites more enhanced due to crustal assimilation during ascent. The similarities with EM1, the Nb anomaly and the TDM model age&gt; 1 Ga, are compositional evidence that suggest the magmas of the evolved high-Ti and low-Ti tholeiites were generated from the melting of the Proterozoic subcontinental lithospheric mantle, metasomatized by a subduction component. A combination of the inferred temperature data with the fractionated rare earth element patterns indicate that melting might have occurred at ~60km, at the garnet-spinel lherzolites transition zone in a thinned lithosphere during the Cretaceous. On the other hand, the olivine tholeiite magma might have been generated at ~75 km depth, in a FOZO-type asthenosphere that passively welled up due to the lithospheric extension and thinning in the Cretaceous. The Macau volcanism is composed of alkali basalts, basanites and nephelinites, and rare tholeiitic basalts. Generally, the Macau basalts and the Cretaceous olivine tholeiites share some similarities. They are enriched in incompatible elements and in Nb-Ta, but with more primitive characteristics like 10&lt;MgO&lt;15 wt.% and 200&lt;Ni&lt;500 ppm. All experienced fractionation of olivine and clinopyroxene, but less important for plagioclase. Rare earth element modeling and inferred temperature data indicate that the basanitic and the alkaline basaltic magmas melted from lherzolites at 80-90 km depth, at the spinel-garnet transition, while the nephelinitic magmas were generated from melting (&lt;0.1%) at deeper levels, at ~120 km of depth (~1470°C). The Sr-Nd-Pb isotopic compositions have affinity to OIB magmas generated from the mixing of two reservoirs, modeled as FOZO and EM. The identification of FOZO in the Borborema Province in the Cenozoic with the absence of a compatible tectonic scenario such as lithospheric thinning/passive asthenospheric upwelling and/or the presence of plumes, make us to propose that a FOZO-type asthenosphere might have thermally re-equilibrated as a subcontinental lithospheric mantle since the Cretaceous. On the other hand, the EM component in the Macau basalts cannot be linked to the same enriched lithospheric mantle identified with the tholeiites. However, their origin, though not very clear, is attributed to potassic metasomatism probably linked to the impact of the Fernando de Noronha plume on the continent. The similarities in isotopic signatures between the oceanic and continental basalts suggest a genetic link between both. Lastly, the Os isotopic compositions and TRD model ages contrained from the peridotite xenoliths in the Cenozoic basalts, record the occurrence of multiple magma extraction (1.3 to 0.1 Ga) and metasomatism events, confirming a complex chemical evolution in the subcontinental lithosphere in the far northeast of the Borborema Province.

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Geólogo / El presente trabajo realiza una revisión del desarrollo de magmatismo alcalino en el Neógeno en la Patagonia, en un contexto de subducción y de las implicancias tectónicas asociadas a su emplazamiento. Durante el Mioceno, la actividad magmática en la Patagonia se traslada desde el Batolito Patagónico (~25-16,4 Ma) hacia el este, a los intrusivos y lavas de pre-plateau (e.g. Secuencia Volcánica Zeballos, Complejo Plutónico Chaltén; ~17-12 Ma), con improntas marcadas de subducción, reflejando una migración del arco magmático. Cerca de los 14 Ma, comienza el emplazamiento de los basaltos de main-plateau al este de la cadena andina (~14-4 Ma). Estas lavas, en conjunto con los intrusivos transicionales de Torres del Paine (12,5 Ma) y Monte Balmaceda (~15 Ma) y San Lorenzo (6 Ma), presentan una signatura transicional a alcalina, con menores razones Ba/Nb, (Sr/P)N y, en general, menores anomalías de HFSE en comparación a las rocas de pre-plateau. Posteriormente, desde los ~9 Ma se emplazan basaltos de post-plateau con signatura típica de OIB. Para interpretar estas tendencias, modelos previos han sugerido que la génesis de las lavas de plateau (main- y post-) no estaría relacionada a un magmatismo de arco, sino más bien a uno de intraplaca, debido al ascenso de manto astenosférico a través de ventanas en la placa subductante, provocadas por la subducción de la Dorsal de Chile bajo el margen continental. No obstante, algunas de las edades de las lavas main-plateau preceden el arribo de la dorsal a sus latitudes en hasta ~8 Ma, objetando la consistencia de estos modelos. Se propone, sin embargo, que las lavas de main-plateau representarían, más bien, la transición de un magmatismo de arco a uno de intraplaca. Su origen estaría relacionado a la subducción de una corteza oceánica joven de alta temperatura, la que se deshidrataría tempranamente en el ante-arco y aportaría menores cantidades de fluido en la generación de fundido. De esta forma, el magma se originaría a partir de menores tasas de fusión parcial y mayor temperatura, por lo que presentaría una menor influencia de los componentes derivados del slab y un enriquecimiento relativo en álcalis, prescindiendo del ascenso de material mantélico durante este periodo.

Orientador: Marcos Aurélio Farias de Oliveira / Banca: Colombo Celso Gaeta Tassinari / Banca: Norbeto Morales / Resumo: A evolução de rochas migmatíticas e granulíticas da porção de baixa-média pressão do Complexo Guaxupé, na região de São João da Boa Vista, foi investigada a partir de estudos petrográficos, geoquímicos, isotópicos e geotermobarométricos. Os dados de campo, em conjunto com a geoquímica, permitem reconhecer pelo menos três fases de anatexia, e agrupar os litotipos em quatro suítes geoquímicas distintas onde os paleossomas têm assinatura de crosta inferior e foram formados em um arco magmático, com colisão continental, diferenciando-se das demais, que apresentam assinatura de crosta superior. As análises isotópicas sugerem longa residência crustal com valor mínimo da razão 86Sr/87Sr de 0,707199 e valores de εNd sempre negativos (-6,17 a -16,46). Os valores de TDM variam entre 1,34 e 1,77Ga. A idade do pico metamórfico é sugerida em 639.6+3.7Ma e foi obtido pela datação de U/Pb em zircões granulíticos. Cálculos geotermobarométricos sugerem trajetória metamórfica aberta com sentido horário, e pico metamórfico em 11,5kbar e 820°C, seguido por descompressão isotérmica até 8kbar. Esses dados permitem abrir a discussão para um modelo evolutivo onde os protólitos foram formados na crosta inferior em um arco magmático muito anterior aos eventos de pico metamórfico e migmatização, que ocorreram no Neoproterozóico, quando essas rochas foram arrancadas dessas porções profundas e colocadas em ambiente de crosta superior. A evolução parece ter ocorrido com uma fase de fusão parcial, nos estágios iniciais, e pelo menos mais duas durante a ascensão e exumação dessas rochas / Abstract: The evolution of migmatitic and granulitic rocks of the middle to high pressure portion of Guaxupé Complex are investigated by petrografic, isotopic, geochemical and geothermobarometric studies. Field data together with geochemistry indicate at least three phases of anatexis making possible to group the lithologies into four suits in which the paleossome shows a lower crust signature and evolved in a magmatic arc environment, by continental collision. The other three groups show upper crust signatures. Isotopic analysis suggest a long crustal residence with a minimum value of 0,707199 for the 86Sr/87Sr ratio and with εNd values always negative (-6,17 to -16,46). The TDM ages for the protolith are between 1,34 and 1,77 Ga. The metamorphic peak occurred at 639.6 ± 3.7 Ma, obtained by U/Pb in zircon crystals of granulites. Geothermobarometric calculations suggest an open metamorphic clockwise P-T path, with metamorphic peak in 11,5 kbar and 820 oC followed by isothermal decompression until 8 kbar. These data conduct to a model for the evolution of that region where the protolith were formed at the lower crust in a magmatic arc older than the metamorphic peak that occurred in the Neoproterozoic, when the rocks were dislocated from lower to upper portions of the crust. The evolution started with a partial melting phase in the initial stages and proceeded with at least two more phases of partial melting during the rising and exhumation of these rocks / Mestre

A zona de cisalhamento Patos consiste em uma mega-estrutura transcorrente E-W que deformou rochas pré-cambrianas durante a orogênese brasiliana. As relações entre fusão parcial e deformação, os mecanismos de deformação envolvidos na nucleação da estrutura e a evolução termocronológica da milonitização foram investigados por meio de trabalhos de campo e técnicas multidisciplinares tais como a anisotropia de suscetibilidade magnética (ASM), geocronologia (U-Pb SHRIMP) e orientações preferenciais cristalográficas medidas através de difração de elétrons retroespalhados (EBSD). O domo de Santa Luzia, situado na conexão da zona de cisalhamento com a Faixa Seridó, caracteriza-se pela trama magnética levemente oblíqua à elongação NE do corpo. Idades U-Pb obtidas na borda recristalizada de zircões do migmatito forneceram idades de 575 ± 3.4 Ma. Trama magnética e idade semelhantes foram encontradas no granito Acari, sugerindo a contemporaneidade entre o alojamento dos magmas e a deformação cisalhante. No anatexito Espinho Branco, geometrias complexas observadas em campo não são reproduzidas na trama de ASM, a qual concorda com a cinemática da zona de cisalhamento Patos. Entretanto, sítios com suscetibilidades baixas (< 0.5 mSI) exibem dispersões na trama magnética, as quais contrastam com orientações cristalográficas de biotita e dados de campo. Contudo, a anisotropia de remanência anisterética mantém-se coerente com o campo de deformação a que foi submetido o anatexito, sugerindo que a dispersão das direções principais de ASM relaciona-se à fases hidrotermais tardias que desorganizam a trama magnética. Ortognaisses miloníticos situados na borda norte da zona de cisalhamento são marcados por migração de bordas dos grãos, fraturamento intracristalino e mirmequitização periférica. As tramas de eixos [0001] de quartzo exibem máximos em Y nos milonitos de alto-grau, sugerindo ativação do sistema de deslizamento prismático-a. As microestruturas gradam para o estado magmático no contato com o anatexito, sendo comuns tramas randômicas de eixo-c de quartzo. Zircões extraídos de leucossomas fornecem uma idade de 566 ± 5 Ma, atribuídos à cristalização do magma. A margem sul da estrutura exibe uma progressiva redução do tamanho dos grãos e geração de milonitos finos a ultramilonitos sem a presença de fusão parcial. Zircões extraídos de um augen granítico forneceram uma idade de intercepto inferior de 545 ± 14 Ma, atribuída ao metamorfismo. Os milonitos da borda sul registram tramas de eixo-c de quartzo com máximos entre Z e Y, sugerindo ativação dos sistemas romboédrico- e basal-a. Nos feldspatos, os principais sistemas de deslizamento são (010)[001] e (010)[100] em todos os litotipos, com exceção do sistema (100)[010], observado na transição entre migmatitos e os milonitos de baixo grau. Estimativas de temperatura por meio do método TitaniQ registram temperaturas médias de ~ 490ºC nos milonitos da borda sul. O conjunto de resultados permite concluir que: i) a ASM reflete os incrementos finais da deformação regional que afetou os migmatitos, ii) a fusão parcial associada ao cisalhamento dextral do Patos ocorreu em c. 565 Ma, enquanto a milonitização de médio a baixo grau, datada em 545 Ma, caracteriza o retrabalhamento metamórfico ocasionado pela localização da deformação em regime dúctil-rúptil; iii) este retrabalhamento é correlacionável a outras zonas de cisalhamento da Província Borborema, constituindo um evento de caráter regional possivelmente relacionado às colisões tardias na margem oeste do Gondwana e, iv) a zona de cisalhamento Patos foi formada após a colisão dos crátons Oeste Africano e Congo-São Francisco ao escudo da Borborema, acomodando deslocamentos transcorrentes a partir de descontinuidades crustais formadas em estágio pré-colisional. / The Patos shear zone is an E-W transcurrent structure that deformed Precambrian rocks from the Borborema Province during the Neoproterozoic. The relationships between partial melting and deformation, the nucleation of the shear zone and the thermochronological evolution of mylonites were investigated by means of detailed field work coupled with Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS), U-Pb SHRIMP geochronology and crystallographic fabrics measured through electron backscatter diffraction (EBSD). In the Santa Luzia dome, located within the Seridó Belt, the magnetic lineations are slightly oblique to the dome NE elongation. Zircon recrystallized rims yield U-Pb ages of 575 ± 3.4 Ma. These data are consistent with ages and magnetic fabrics found in the Acari granite, suggesting that magma emplacement and shearing were coeval in the Seridó belt. In the Espinho Branco anatexite, emplaced within the mylonites of the Patos shear zone, complex field leucosome geometries are not reproduced in the magnetic fabric, which is consistent with the kinematics of the shear zone. However, low susceptibilities (< 0.5 mSI) display a scattering of magnetic orientations and do not correlate with biotite lattice fabrics and field foliations. Nevertheless, anisotropy of anhystheretic remanence fabrics remain parallel to the external strain field, suggesting that AMS dispersions may be related to late percolation of hydrothermal fluids. Mylonitic orthogneisses from the northern border of the Patos shear zone are marked by grain boundary migration, intracrystalline fracturing and myrmekitization at the periphery of grains. Quartz [0001] lattice fabrics form maxima mainly on Y, suggesting activation of prism-a slip systems. Towards the contact with migmatites, the microstructures progressively change from solid-state to magmatic, characterized by widespread interstitial quartz and random orientations of quartz c-axis fabrics. Zircons from the leucosomes yield an age of 566 ± 5 Ma, which is attributed to magma crystallization. The southern border of the Patos shear zone is marked by progressive grain size reduction and formation of fine-grained mylonites to ultramylonites without traces of partial melting. An age of 545 ± 14 Ma, obtained in zircons from an ultramylonitic augen granite, constrains the timing of the low-grade metamorphism. These Southern mylonites show quartz [0001] fabrics with maxima spreading between Z and Y, suggesting activation of prism and basal slip systems. In feldspars, the main activated slip systems are (010)[001] and (010)[100] in all rock types, except for the (100)[010] slip system, observed in the transition from migmatites to low-grade mylonites. TitaniQ temperature estimates record mean temperatures of ~ 490ºC for the southern mylonites. These data allows us to conclude that: i) AMS reflects the final strain increments recorded in migmatites during regional deformation, ii) partial melting and dextral shearing in the Patos shear zone occurred at ~ 565 Ma, while low-grade mylonitisation dated at 545 Ma defines a late reworking at ductile-brittle conditions, iii) this reworking event is observed in other areas of the Borborema Province, defining a regional event possibly associated with late collisions in the western margin of Gondwana, iv) the Patos shear zone was nucleated after the collision between the Congo-São Francisco and West-African Cratons, through accommodation of strike-slip displacements localized in crustal discontinuities previously formed in an early pre-collisional stage.