Thesis advisor: Ethan Baxter / Thesis advisor: Mark Behn / Subduction zones are areas of significant mass transfer between Earth’s crust and mantle. The dehydration of water-rich minerals such as serpentinite and lawsonite introduces water and volatiles into the subduction interface, that then travel to the mantle wedge above. The chemical composition, speciation, and redox effect of these fluids carry important implications for arc volcanism and the mobility of economically significant elements. This study uses Fe and Zn isotopic variation in eclogite-breccias from the Monviso ophiolite, combined with Sm-Nd garnet geochronology, to study the composition and redox effects of fluids that were produced during eclogite and blueschist facies metamorphism, and the timescales over which the brecciation and fluid flux events happened. Fe and Zn isotopic measurements were made on a series of four breccia matrix generations (M1-M4), generated during the progressive brecciation of the original Fe-Ti gabbros and the influx of both internally and externally derived fluids. The ∂56Fe and ∂66Zn data display a bi-modal distribution, with early matrix crystallization (M1-3) imparting progressively lighter ∂66Zn values while the ∂56Fe remains relatively unchanged. The last stage of metasomatic rind formation (M4) is associated with a decrease in both Fe and Zn isotopic values and a particularly significant shift in the Fe isotopes. This distribution suggests that early brecciation (M1-3) resulted from small-scale internal fluid flow that did not have a measurable effect on the isotopic composition and redox state of the system. By contrast, late metasomatic rind formation (M4) was facilitated by the flow of large amounts of external fluids with a strongly negative Fe and Zn isotope signature that affected the redox state of the mafic slab and may be responsible for transferring oxidized material into the mantle wedge. Dating of the M4 matrix generation yielded an age of 41.31± 0.60 Ma. A compilation of age data from Monviso suggests peak metamorphism and initial brecciation (M1 formation) likely occurred at ~45 Ma, the formation of the M4 matrix representing the end of eclogite-facies retrogression and brecciation at ~41 Ma, and final blueschist and greenschist retrogression at ~38-35Ma, yielding timescale of ~4Ma for the entire history of brecciation and fluid flux associated with the Monviso eclogite breccias. / Thesis (MS) — Boston College, 2022. / Submitted to: Boston College. Graduate School of Arts and Sciences. / Discipline: Earth and Environmental Sciences.

Of all the Q-switching methods employed to operate a laser in giant pulse mode one of the simplest and most regularly used methods involves a rotating Porro prism. In this Thesis, experimental results are reported which show good agreement with predictions based on a rate equation model. The results indicate that it is possible to design a rotating prism Q-switched laser on the basis of those rate equations, and that the design when realized, should perform close to expectations. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

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The effect of individual additions of calcium oxide (CaO), Gd, Nd and Y was investigated on the microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of the as-cast ZK40 alloy. The microstructural features were analised using optical, scanning and transmission electron microscopy, X-ray diffraction and Scanning Kelvin Atomic Probe Force Microscopy. The compressive and tensile behaviours of the as-cast alloys at room temperature were investigated. Electrochemical Impedance Spectroscopy, hydrogen evolution and weight loss under immersion in 0.5 wt.% NaCl solution were used to evaluate the corrosion behaviour. The results of the mechanical and corrosion tests were correlated with the microstructures. The 2 wt.% Gd addition enhanced the ductility, while the Nd addition resulted in deterioration in mechanical properties. The addition of 2 wt.% Gd and 1 wt.% Y resulted in the improvement of the ductility. The addition of CaO did not affect the mechanical properties while the 2 wt.% Nd deteriorate it. The 1 wt.% Y addition enhanced the ductility. The CaO addition did not caused enhancement in mechanical properties. The corrosion behaviour was enhanced with the addition of CaO and Gd. The modification of ZK40 with Gd opens up new perspectives in the development of Mg-Zn based alloys. / O efeito da adição individual de óxido de cálcio (CaO), Gd, Nd e Y foi investigado na microestrutura, propriedades mecânicas e resistência à corrosão de ligas ZK40 fundidas. As características microestruturais foram analisadas via microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, difração de Raios-X e \"Scanning Kelvin Atomic Probe Force Microscopy\". O comportamento à compressão e à tração das ligas à temperatura ambiente foi investigado. Espectroscopia eletroquímica de impedância, evolução de hidrogênio e ensaios de imersão em solução de 0.5% em peso de NaCl foram utilizados para avaliar a resistência à corrosão. Os resultados dos ensaios mecânicos e corrosão foram relacionados com a microestrutura. A adição de 2% em peso de Gd melhorou a ductilidade, ao passo que a adição de Nd resultou na piora das propriedades mecânicas. A adição de 2% em peso de Gd e 1% em peso de Y resultou na melhora da ductilidade. A adição de 1% em peso de Y causou uma melhora na ductilidade e a adição de CaO não teve impacto benéfico nas propriedades mecânicas. A resistência à corrosão foi melhorada com a adição de CaO e Gd. A modificação da liga ZK40 com a adição de Gd abre novas perspectivas no desenvolvimento de ligas Mg-Zn.

O cinturão Fíngoè é uma unidade tectônica do Supercontinente Gondwana Oeste composta por rochas supracrustais formadas há aproximadamente 1.33 Ga. Essas rochas são portadoras de mineralizações de Au, Cu, Zn, Pb e Fe. Com cerca de 150 km de comprimento, e orientado WSW-ENE, este cinturão estende-se desde o Monte Atchiza a oeste até cerca de 30 km para leste da vila de Fíngoè no norte de Moçambique e consiste de uma extensa variedade de rochas metassedimentares e metavulcânicas. O cinturão Fíngoè apresenta especialização metalogenética para Au e Cu, que já foram explotados no passado em diversos locais. Muitos destes registros estão associados com magnetita e malaquita. Atualmente trabalhos de prospecção e pesquisa mineral têm sido realizados pela empresa de mineração African Queen Mines Ltda, através do projeto denominado de King Solomons, localizado na parte central do mesmo. A geologia da área abrangida pelo prospecto Mankombiti, mostra uma predominância de rochas carbonáticas, granitos e gabros. As rochas carbonáticas são consideradas importantes na gênese de depósitos tipo skarn e depósitos de substituição de metais de base e Au devido à sua natureza fortemente reativa. Os dados geocronológicos realizados neste trabalho indicaram uma idade precisa para a rocha intrusiva granítica associada à mineralização de 1079,1 ± 8,2 Ma, que poderia ser a idade da formação do skarn e consequentemente desta mineralização. Entretanto a idade obtida para o processo de alteração hidrotermal que afetou o gabro, na ordem de 657 ± 36 Ma e a idade modelo Pb-Pb sugerida pelo modelo de Stacey e Kramers (1975) para a calcopirita da mineralização principal de 725 Ma, sugerem que a mineralização, do prospecto Mankombiti é neoproterozóica. Para melhor entendimento dos processos que estiveram envolvidos na formação deste depósito skarn, duas hipóteses são consideradas: (i) poderia ser admitida a presença de corpos graníticos intrusivos em 700 Ma, situados em profundidade, que não foram ainda caracterizados, como responsáveis pela fonte de calor necessária, (ii) pode ser admitida ocorrência de um evento distensional em 700 Ma que produziria um adelgaçamento da litosfera e a consequente ascensão da astenosfera, produzindo uma elevação do fluxo térmico gerando os fluidos mineralizantes necessários. / The Fíngoè belt is a tectonic unit of West Gondwana Supercontinent, comprised of supracrustal rocks formed at approximately 1.33 Ga. These rocks are carriers of Au, Cu, Zn, Pb and Fe mineralization. With about 150 km long and oriented WSW- ENE, this belt extends from west of the Atchiza Mount to about 30 km east of the Fíngoè village in the north Mozambique, and consists of an extensive variety of metasedimentary and metavolcanic rocks. The Fíngoè metallogenic belt provides specialization for Au and Cu, which have been exploited in the past in various locations. Many of these records are associated with magnetite and malachite. Currently, the prospecting and mineral exploration have been conducted by the African Queen Mines Ltd mining company, through a project called the King Solomons, located in the central part of it. The geology of the studied area shows a predominance of carbonate rocks, granites and gabbros. The carbonate rocks are considered important in the genesis of the skarn deposits type and deposits of replacement for base metals and Au due to its highly reactive nature. The geochronological data performed in this work indicate a precise age of the 1079.1 ± 8.2 Ma for the intrusive granitic rock associated with mineralization, which could be interpreted as the age of the skarn and consequently of the mineralization. However the age obtained for the hydrothermal alteration that affected the gabbro at about 657 ± 36 Ma and the Pb-Pb model age suggested by the model of Stacey and Kramers (1975) for primary chalcopyrite mineralization at 725 Ma, suggesting that the mineralization of the Mankombiti prospectus was developed during the Neoproterozoic time. For understanding the processes that were involved in the skarn-type mineralization processes, two hypotheses are here considered: (i) could be admitted the presence of i ntrusive granitic rocks at 700 Ma, situated in depth, which have not yet been characterized, as responsible for the heat source required, (ii) may be admitted occurrence of an extensional event at 700 Ma to produce a thinning of the lithosphere and the uplift of the asthenosphere, producing high thermal flows generating the mineralization fluids.

L'étude de la géochimie des particules exportées par les rivières himalayennes ainsi que la chimie des éléments dissous ont permis de préciser la quantification du couplage entre la tectonique active, caracteristique de l'Himalaya et le climat ainsi que de définir les principaux processus qui caractérisent l'érosion actuelle de la chaîne himalayenne. Les caractéristiques principales de l'érosion de la chaîne himalayenne sont: - Un important fractionnement minéralogique entre la matière en suspension et la charge de fond des rivières. Pour l'ensemble du Gange-Brahmapoutre (G-B), le transport par les MES est < 50 % de l'érosion totale qui est de 2.4 ± 0.5 10' tonnes/an pour le bassin du G-B. - La corrélation entre le taux d'érosion et l'intensité annuelle des précipitations, tant a l'échelle des larges bassins (G-B) qu'à l'intérieur de la chaîne. Le taux d'érosion de la chaîne est de 2.3 ± 0.6 mm/an pour la partie drainée par le Gange et de 3.4 ± 0.7 mm/an pour celle drainée par le Brahmapoutre alors que les écoulements spécifiques des parties himalayennes de ces fleuves sont respectivement de 1.2 et 2.1 m/an. Au Népal central,le flanc sud, soumis aux précipitations de mousson, s'érode plus de 6 fois plus vite que le flanc nord, soumis à un climat aride et sec. - Un taux maximal d'érosion physique localisée à l'endroit où la surrection tectonique, les précipitations et les glaciers sont les plus importants. C'est à l'aplomb de la rampe crustale du chevauchement himalayen (MHT) que se trouve la haute chaîne, les plus fortes précipitations et les glaciers. A cet endroit, l'érosion physique est au moins 2 fois plus élevée que dans le reste de la chaîne. - Une érosion dominée par le broyage mécanique et non l'altération et la pédogenèse. Pour l'ensemble du G-B, plus de 55% des carbonates sont érodés et transportes sous forrne particulaire et seulement 1.3% des silicates sont dissous. - La limitation de l'altération par la forte érosion physique. Le flanc sud de la haute chaîne est caractérisé par la plus faible altération et la plus forte érosion. Dans la chaîne, le couplage tectonique-altération montre un seuil au delà duquel la tectonique limite l'altération. L'altération du matériel himalayen a principalement lieu dans le bassin d'avant chaîne. - Le flux d'alcalinité liée a l'altération des silicates est de 2.7 10" mol/an ce qui représente 2.3% du flux global. Le bilan de l'altération implique une forte dominance de l'altération des carbonates et un caractère surtout sodique des silicates dissous. La consommation à long terme de CO2 atmosphérique par l'altération dans le bassin du G-B est de 6.4 1010 mol/an. - Une altération abiotique qui représente 14 Eq% de l'alcalinité. L'oxydation des sulfures des séries sédimentaires, principalement, dans la partie tibétaine de la chaîne produit 70% des sulfates dissous du G-B. Des émanations de CO, métamorphique, lié à la décarbonatation en profondeur, peuvent localement contribuer à l'altération. - Le découplage du budget du Sr dissout et celui de l'alcalinité liée aux silicates. L'altération des carbonates dans la partie aride de la chaîne est incongruente et libère une quantité importante de Sr faiblement radiogénique alors qu'une faible altération des terrains silicates anciens (> 2Ga) joue le rôle de spike de 87Sr. Ainsi le G-B (6.5 10.8 mol/an de Sr et un 87Sr/86Sr - 0.730) a un impact primordial sur le budget océanique du Sr. - La prépondérance de l'enfouissement de C organique par rapport à l'altération vis à vis du cycle du carbone. L'érosion .physique de l'orogenèse maintient des taux de sédimentation très élevés dans le bassin d'avant chaîne et le cône du Bengale. L'enfouissement et la préservation de carbone organique actuel est d'un ordre de grandeur plus élevée que la consommation de CO2 atmosphérique via l'altération. Elle représente une faible quantité (5%) de l'enfouissement global, cependant suffisante pour engendrer une perturbation dans le cycle naturel du carbone.

Este trabalho objetiva a caracterização petrológica, geoquímica, geocronológica e metamórfica das rochas ortoderivadas pertencentes ao Complexo Metamórfico Brusque em duas regiões: Itapema e Botuverá, Santa Catarina, Brasil. Dos litotipos, destacam-se as exposições de rochas metamáficas e metaultramáficas, ocorrentes em ambas regiões. Em Itapema também foram investigados corpos de leucogranitos peraluminosos e na região da cidade de Botuverá foram investigados diques de diabásio e lamprófiro espessartítico. A análise das condições de geração e das fontes dos eventos magmáticos responsáveis pela geração destas rochas foi fundamental para a caracterização e avaliação do significado tectônico destas unidades no CMB, que foram posicionadas durante os períodos pré, sin e pós colisionais de evolução deste. A foliação regional do complexo é representada por uma S2 de baixo ângulo na região de Itapema e por uma superfície de mais alto ângulo na região de Botuverá, basculada por atuação da fase D3. Dados de geotermometria Hb-Pl indicam que a foliação principal dos xistos máficos foi gerada em condições da transição entre as fácies xistos verdes e anfibolito inferior. O magmatismo pré-orogênico do Complexo Metamórfico Brusque é constituído por lentes de rochas máficas-ultramáficas, produtos do metamorfismo de basaltos, gabros, rochas cumuláticas relacionadas e sedimentos vulcanogênicos. Estas rochas possuem afinidade toleítica e um elevado teor de ETR leves e elementos LILE. A análise de razões de elementos incompatíveis, a disposição dos corpos ígneos intercalados aos metassedimentos e a ausência de crosta oceânica sugerem que foram posicionados em ambiente tipo intra-placa continental, síncronos a sedimentação da bacia. Os valores iniciais de εNd entre -2.96 e 5.05 das rochas metavulcânicas de Itapema e entre -0.14 e -6.97 das rochas de Botuverá indicam a participação de crosta paleoproterozóica na gênese destes magmas. Os valores em geral elevados de 87Sr/86Sr justificam o envolvimento da crosta continental, e os valores mais altos encontrados em Botuverá, destacam o maior envolvimento deste componente na região. O magmatismo sin tectônico está representado por corpos de leucogranitos peraluminosos que mostram posicionamento concordante com a foliação S2. Os parâmetros composicionais destas rochas caracterizados pelas baixas razões K2O/Na2O, CaO/Na2O e LaN/YbN, os baixos teores de Rb, Sr, Zr, Y, Yb e Lu, são consistentes com uma evolução associada com magmas gerados a partir da fusão parcial de rochas crustais de composição pelíticas ricas em quartzo, com participação restrita de processos de diferenciação. Na região de Botuverá a ocorrência de diques de lamprófiros e diabásios que cortam as unidades metamórficas indica que seu posicionamento é pós-colisional. Geoquimicamente possuem afinidade entre as séries toleítica e shonshonítica. O padrão de distribuição dos elementos traços e as razões Th/Yb e Ta/Yb indicam que a extração dos diabásios ocorreu a partir de uma fonte mantélica enriquecida, com presença de rutilo e granada no resíduo e fortemente contaminada por crosta. Estas características são semelhantes às encontradas em rochas vulcânicas básicas pós-colisionais no sul do Brasil. Os dispersos valores de єNd(618) para os termos básicos, variando entre -13.74 e +5.52 destacam a heterogeneidade da fonte e reforçam a importância do componente crustal na geração destas rochas. Foi obtida uma idade concordante de 618 ±8.7 Ma (LA-ICP-MS) pelo método U-Pb em zircão, balizando a idade dos primeiros processos magmáticos pós-colisionais da orogênese brasiliana para a região de Botuverá. / This work objective the characterization of the petrology, geochemistry, geochronology and metamorphism of ortoderivate rocks that belong to Brusque Metamorphic Complex BMC) in two regions: Itapema and Botuverá, Santa Catarina, Brazil. Within these, good expositions of mafic and metaultramafic rocks occur in both regions. In Itapema, bodies of peraluminous leucogranites were also investigated. Around Botuverá were investigated diabase dikes and lamprophyres. The analysis of the conditions of generation and sources of magmatic events responsible for the development of these rocks was essential for the characterization and assessment of the significance of these tectonic units in the BMC, and it were placed during the pre-, syn-and post-collisional period of it’s evolution. The regional foliation of the complex is represented by a low angle S2 surface in Itapema region and a higher angle foliation in the region of Botuverá, folded by actuation of the D3 event. Petrography and Hb-Pl geothermometry data indicate that the main foliation of the mafic schists was generated in conditions between the transition of greenschist and lower amphibolite facies. The pre-orogenic magmatism of the Brusque Metamorphic Complex consists of lenses of mafic-ultramafic, products from the metamorphism of basalts, gabbros, related cumulate rocks and volcanogenic sediments. These rocks have a tholeiitic affinity and high contents of LREE and LILE elements. The analysis of incompatible elements ratios, the position of igneous bodies intercalated with the metasediments and the absence of oceanic crust suggest that the basalts were placed in an intra-continental plate environment, synchronous with sedimentation of the basin. The initial εNd values between -2.96 and 5.05 for the metavolcanics of Itapema and between -0.14 and -6.97 for the rocks of Botuverá indicate the involvement of Paleoproterozoic crust on the genesis of these magmas. The generally high 87Sr/86Sr values justify the involvement of crust, and the highest values found in Botuverá, highlight the greater involvement of this component in the region. Syn tectonic magmatism is represented by bodies of peraluminous leucogranite showing emplacement concordant to S2 foliation. Compositional parameters of these rocks characterized by low ratios K2O/Na2O, CaO/Na2O and LaN / YbN, low levels of Rb, Sr, Zr, Y, Yb and Lu, are consistent with magmas generated from partial melting of pelitic rocks, with limited participation of differentiation processes. In the region of Botuverá the occurrence of diabase dykes and lamprophyres cutting the regional metamorphic units indicates that its position is post-collisional. Geochemically show affinity between the tholeiitic and shonshonitic series. The distribution pattern of trace elements and the Th/Yb for Ta/Yb ratios indicate that extraction of diabase occur from an enriched mantle source, with the presence of rutile and garnet in the residue and heavily contaminated by crust. These characteristics are similar to those found in rocks post-collisional basaltic volcanic in south Brazil. The scattered values of єNd (618) in basic terms, ranging between -13.74 and +5.52 highlight the heterogeneity of mantle supply and reinforce the importance of crustal component in the generation of these rocks. A concordant age of 618 ± 8.7 Ma by U-Pb (LA-ICP-MS) zircon method were obtained, marking a early magmatic processes of post-collisional Brasiliano orogeny in the region of Botuverá.

Este trabalho objetiva a caracterização petrológica, geoquímica, geocronológica e metamórfica das rochas ortoderivadas pertencentes ao Complexo Metamórfico Brusque em duas regiões: Itapema e Botuverá, Santa Catarina, Brasil. Dos litotipos, destacam-se as exposições de rochas metamáficas e metaultramáficas, ocorrentes em ambas regiões. Em Itapema também foram investigados corpos de leucogranitos peraluminosos e na região da cidade de Botuverá foram investigados diques de diabásio e lamprófiro espessartítico. A análise das condições de geração e das fontes dos eventos magmáticos responsáveis pela geração destas rochas foi fundamental para a caracterização e avaliação do significado tectônico destas unidades no CMB, que foram posicionadas durante os períodos pré, sin e pós colisionais de evolução deste. A foliação regional do complexo é representada por uma S2 de baixo ângulo na região de Itapema e por uma superfície de mais alto ângulo na região de Botuverá, basculada por atuação da fase D3. Dados de geotermometria Hb-Pl indicam que a foliação principal dos xistos máficos foi gerada em condições da transição entre as fácies xistos verdes e anfibolito inferior. O magmatismo pré-orogênico do Complexo Metamórfico Brusque é constituído por lentes de rochas máficas-ultramáficas, produtos do metamorfismo de basaltos, gabros, rochas cumuláticas relacionadas e sedimentos vulcanogênicos. Estas rochas possuem afinidade toleítica e um elevado teor de ETR leves e elementos LILE. A análise de razões de elementos incompatíveis, a disposição dos corpos ígneos intercalados aos metassedimentos e a ausência de crosta oceânica sugerem que foram posicionados em ambiente tipo intra-placa continental, síncronos a sedimentação da bacia. Os valores iniciais de εNd entre -2.96 e 5.05 das rochas metavulcânicas de Itapema e entre -0.14 e -6.97 das rochas de Botuverá indicam a participação de crosta paleoproterozóica na gênese destes magmas. Os valores em geral elevados de 87Sr/86Sr justificam o envolvimento da crosta continental, e os valores mais altos encontrados em Botuverá, destacam o maior envolvimento deste componente na região. O magmatismo sin tectônico está representado por corpos de leucogranitos peraluminosos que mostram posicionamento concordante com a foliação S2. Os parâmetros composicionais destas rochas caracterizados pelas baixas razões K2O/Na2O, CaO/Na2O e LaN/YbN, os baixos teores de Rb, Sr, Zr, Y, Yb e Lu, são consistentes com uma evolução associada com magmas gerados a partir da fusão parcial de rochas crustais de composição pelíticas ricas em quartzo, com participação restrita de processos de diferenciação. Na região de Botuverá a ocorrência de diques de lamprófiros e diabásios que cortam as unidades metamórficas indica que seu posicionamento é pós-colisional. Geoquimicamente possuem afinidade entre as séries toleítica e shonshonítica. O padrão de distribuição dos elementos traços e as razões Th/Yb e Ta/Yb indicam que a extração dos diabásios ocorreu a partir de uma fonte mantélica enriquecida, com presença de rutilo e granada no resíduo e fortemente contaminada por crosta. Estas características são semelhantes às encontradas em rochas vulcânicas básicas pós-colisionais no sul do Brasil. Os dispersos valores de єNd(618) para os termos básicos, variando entre -13.74 e +5.52 destacam a heterogeneidade da fonte e reforçam a importância do componente crustal na geração destas rochas. Foi obtida uma idade concordante de 618 ±8.7 Ma (LA-ICP-MS) pelo método U-Pb em zircão, balizando a idade dos primeiros processos magmáticos pós-colisionais da orogênese brasiliana para a região de Botuverá. / This work objective the characterization of the petrology, geochemistry, geochronology and metamorphism of ortoderivate rocks that belong to Brusque Metamorphic Complex BMC) in two regions: Itapema and Botuverá, Santa Catarina, Brazil. Within these, good expositions of mafic and metaultramafic rocks occur in both regions. In Itapema, bodies of peraluminous leucogranites were also investigated. Around Botuverá were investigated diabase dikes and lamprophyres. The analysis of the conditions of generation and sources of magmatic events responsible for the development of these rocks was essential for the characterization and assessment of the significance of these tectonic units in the BMC, and it were placed during the pre-, syn-and post-collisional period of it’s evolution. The regional foliation of the complex is represented by a low angle S2 surface in Itapema region and a higher angle foliation in the region of Botuverá, folded by actuation of the D3 event. Petrography and Hb-Pl geothermometry data indicate that the main foliation of the mafic schists was generated in conditions between the transition of greenschist and lower amphibolite facies. The pre-orogenic magmatism of the Brusque Metamorphic Complex consists of lenses of mafic-ultramafic, products from the metamorphism of basalts, gabbros, related cumulate rocks and volcanogenic sediments. These rocks have a tholeiitic affinity and high contents of LREE and LILE elements. The analysis of incompatible elements ratios, the position of igneous bodies intercalated with the metasediments and the absence of oceanic crust suggest that the basalts were placed in an intra-continental plate environment, synchronous with sedimentation of the basin. The initial εNd values between -2.96 and 5.05 for the metavolcanics of Itapema and between -0.14 and -6.97 for the rocks of Botuverá indicate the involvement of Paleoproterozoic crust on the genesis of these magmas. The generally high 87Sr/86Sr values justify the involvement of crust, and the highest values found in Botuverá, highlight the greater involvement of this component in the region. Syn tectonic magmatism is represented by bodies of peraluminous leucogranite showing emplacement concordant to S2 foliation. Compositional parameters of these rocks characterized by low ratios K2O/Na2O, CaO/Na2O and LaN / YbN, low levels of Rb, Sr, Zr, Y, Yb and Lu, are consistent with magmas generated from partial melting of pelitic rocks, with limited participation of differentiation processes. In the region of Botuverá the occurrence of diabase dykes and lamprophyres cutting the regional metamorphic units indicates that its position is post-collisional. Geochemically show affinity between the tholeiitic and shonshonitic series. The distribution pattern of trace elements and the Th/Yb for Ta/Yb ratios indicate that extraction of diabase occur from an enriched mantle source, with the presence of rutile and garnet in the residue and heavily contaminated by crust. These characteristics are similar to those found in rocks post-collisional basaltic volcanic in south Brazil. The scattered values of єNd (618) in basic terms, ranging between -13.74 and +5.52 highlight the heterogeneity of mantle supply and reinforce the importance of crustal component in the generation of these rocks. A concordant age of 618 ± 8.7 Ma by U-Pb (LA-ICP-MS) zircon method were obtained, marking a early magmatic processes of post-collisional Brasiliano orogeny in the region of Botuverá.

Made available in DSpace on 2015-03-13T17:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IvaldoRT.pdf: 3649445 bytes, checksum: 624c427ba32cfc36890765f50db5140c (MD5) Previous issue date: 2000-05-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Great part of the gold mineralizations are associated with shearing zones through which circulate a great volume of fluids, that interact with the host rocks, originating leaching or precipitation of chemical elements, including gold. The studied mineralizations are inserted in the Serid? Belt. The tungsten mineralization in Breju? Mine is hosted in calcsilicate rocks from Jucurutu Formation. The S?o Francisco auriferous mineralization has as host rocks mica-schists from Serid? Formation, while the Ponta da Serra and Fazenda Simp?tico mineralizations are hosted in orthogneisses of this fold belt basement. The research conducted on these mineralizations had the purpose of integrate the data of chemical elements behavior during the shearing/mineralizing event, and its influence on the isotopic systems Rb-Sr and Sm-Nd. The studies of chemical mobility in the auriferous mineralizations showed that elements that during the shearing displayed in general an immobile behavior were Al, Ti and Zr. Among the elements that were mobilized during the event, K and Rb showed mass gain in ali belts of transformed rocks, while the elements Ca, Na and Sr normally lost mass. Petrographic studies showed that the minerais biotite and plagioclase, in all investigated mineralizations, played an important role in the chemical reactions occurred in the transformed rocks to the generation of muscovite, cordierite and sillimanite, justifying the input of K to the formation of muscovite, and the release of Na and Ca from plagioclase to the fluid phase. In the S?o Francisco auriferous mineralization, the results of the Rb-Sr isotopic analysis yielded ages of 645 ? 19 Ma and 596 ? 17 Ma, with both samples, from original and transformed rocks. Two ages, 569 ? 20 Ma. and 554 ? 19 Ma., were obtained with samples frem the transformed rocks domain. These ages suggest that there were two metamorphic pulses during the emplacement of the mineralized shearing zone. The Sm-Nd data yielded TDM ages of 1,31 Ga and 1,26 Ga with 3Nd (0,6 Ga) of -0,26 e -0,40 for the original and final transformed rocks, respectively. In case of the orthogneisses of Caic? Complex, e.g. the Ponta da Serra and Fazenda Simp?tico mineralizations, the Rb-Sr data did not yield ages with geological significance. In the Ponta da Serra mineralization, the Sm-Nd isotopic data yielded T DM ages of 2,56 Ga and 2,63 Ga to the original rocks and of 2,71 Ga to the mineralized sheared rock, and values of 3Nd (2,0 Ga) between -3,70 e -5,42 to the original and sheared rock, respectively. In the Fazenda Simp?tico, Sm-Nd data yielded TDM between 2,65 and 2,69 Ga with values of 3Nd (2,0 Ga) between -5,25 e -5,52. Considering the Sm-Nd data, the TDM ages may be admitted as the age of the parental magma extraction, producer of the protoliths of the orthogneisses from Ponta da Serra and Fazenda Simp?tico mineralizations. The chemical mobility studies showed that in the basement hosted mineralizations, Rb achieved mass while Sr lost mass, as Sm as well as Nd were strongly mobilized. The Sm/Nd ratio remained constant, however, confirming the isochemical character of those elements. In the basement mineralizations, Rb-Sr ages are destituted of geological significance, because of the partial opening of the isotopic system during the tectono-metamorphic transformations. In the tungsten mineralization, the diagram Sm-Nd constructed with the whole-rock data of calcsilicatic and the high-temperature paragenesis (garnet, diopside and iron-pargasitic hornblende) indicated an 631 ? 24 Ma age, while with the whole-rock data and low-temperature paragenesis (vesuvianite, epidote and calcite), a 537 ? 107 Ma age was obtained. These ages, associated with the petrographic observations, suggest that there was a time gap among the hydrothernal events responsible by the formation of the high and low temperature paragenesis in the calcsilicatic rocks mineralized in scheelite / As mineraliza??es estudadas est?o inseridas na Faixa de dobramento Serid?. A scheelit?fera de Breju? est? hospedada em rochas calciossilic?ticas da Forma??o Jucurutu. A mineraliza??o aur?fera de S?o Francisco tem como hospedeiros micaxistos da Forma??o Serid?, enquanto que as mineraliza??es de Ponta da Serra e da Fazenda Simp?tico est?o hospedadas em ortognaisses do embasamento desta faixa de dobramentos. Grande parte das mineraliza??es de ouro est?o associadas ? zonas de cisalhamento que funcionam como conduto para a circula??o de um grande volume de fluidos, que interagem com as rochas hospedeiras provocando lixivia??o ou precipita??o de elementos qu?micos, incluindo o ouro. Estas foram algumas das principais caracter?sticas observadas nas mineraliza??es aqui estudadas. A pesquisa realizada nas mineraliza??es de ouro teve a finalidade de integrar os dados do comportamento de elementos qu?micos durante o evento cisalhamento/mineralizante, e sua influ?ncia nos sistemas isot?picos Rb-Sr e Sm-Nd. Os estudos de mobilidade qu?mica mostraram que os elementos, que durante o cisalhamento, de uma forma geral apresentaram um coportamento im?vel, foram o AI, Ti e Zr. Dentre os elementos que foram mobilizados durante o evento, o K e o Rb mostraram ganho de massa em todas as faixas de rochas transformadas, enquanto que os elementos Ca, Na e o Sr normalmente perderam massa. Os elementos Sm e Nd na mineraliza??o de S?o Francisco se comportaram como im?veis e em Ponta da Serra e Fazenda Simp?tico perderam massa. Os estudos petrogr?ficos mostraram que os minerais biotita e plagiocl?sio, em todas as mineraliza??es estudadas, tiveram papel importante nas rea??es qu?mica ocorridas nas rochas transformadas para a gera??o de muscovita, cordierita e silimanita, justificando a entrada do K para forma??o da muscovita e da libera??o de Na e Ca do plagiocl?sio para a fase fluida. Na mineraliza??o aur?fera de S?o Francisco, os resultados das an?lises isot?picas de Rb e Sr, forneceram idades de 645 ? 19 Ma e de 596 ? 17 Ma com amostras das rochas originais e transformadas juntas. Duas idades, 569 ? 20 Ma e 554 ? 19 Ma foram obtidas com as amostras do dom?nio das rochas transformadas. Estas idades s?o sugestivas de que houve dois pulsos metam?rficos durante a instala??o da zona de cisalhamento mineralizada. Os dados Sm-Nd forneceram idades TDM de 1,31 Ga e de 1,26 Ga com 3Nd (0,6 Ga) de -0,26 e -0,40 respectivamente para a rocha original e transformada final. Para os ortognaisses do Complexo Caic?, caso da mineraliza??o de Ponta da Serra e da Fazenda Simp?tico, os dados Rb-Sr n?o forneceram idades com significado geol?gico. Na mineraliza??o de Ponta da Serra, os dados isot?picos Sm-Nd forneceram idades T DM de 2,56 Ga e 2,63 Ga para as rochas originais e de 2,71 Ga para a rocha cisalhada, mineral?zada e valores de 3Nd (2,0 Ga) entre -3,70 e -5,42 para rocha original e cisalhada respectivamente. Na Fazenda Simp?tico os dados de Sm-Nd forneceram as idades T DM ficaram entre 2,65 e 2,69 Ga com valores de 3Nd (2,0 Ga) entre -5,25 e -5,52. Quanto aos dados Sm-Nd as idades T DM podem ser admitidas como a idade de extra??o do magma parental formador dos prot?l?tos dos ortognaisses das mineraliza??es Ponta da Serra e da Fazenda Simp?tico. Os valores de 3Nd baixos e negativos sugerem uma fonte crustal, ou a participa??o de duas fontes (mantocrosta) . Os estudos de mobilidade qu?mica mostraram que nas mineraliza??es hospedadas no embasamento, o Rb ganhou massa enquanto o Sr perdeu massa e tanto o Sm quanto o Nd, foram fortemente mobilizados. As raz?es Sm/Nd entretanto se mantiveram constantes, confirmando o car?ter isoqu?mico destes elementos. Nas mineraliza??es do embasamento, idades pelo m?todo Rb-Sr s?o desprovidas de significado geol?gico, em fun??o da abertura parcial do sistema isot?pico durante as transforma??es tectonometam?rficas. Na mineraliza??o scheelit?fera foi realizado um estudo geocronol?gico Sm-Nd com o intuito de se obter as idades das parag?neses formadas durante os eventos hidrotermais sofridos pelas rochas calciossilic?ticas mineralizadas. O diagrama Sm-Nd constru?do com os dados de rocha total e parag?nese de alta temperatura (granada, diops?dio e hornblenda ferropargas?tica) forneceu uma idade de 631 ? 24 Ma, e com os dados de rocha total e parag?nese de baixa temperatura (vesuvianita, epidoto e calcita), foi obtida uma idade de 537 ? 107 Ma. Estas idades associadas com as observa??es petrogr?ficas sugerem que houve um lapso de tempo entre os eventos hidrotermais respons?veis pelas forma??es das parag?neses de alta e de baixa temperatura nas rochas calciossilic?ticas mineralizadas em scheelita