Submitted by Igor Matos (igoryure.rm@gmail.com) on 2017-01-25T15:13:13Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Ana Carolina Gauer Marques.pdf: 1923943 bytes, checksum: b587b9fe7a3e79c0573b82182a0693cc (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-01-30T15:41:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Ana Carolina Gauer Marques.pdf: 1923943 bytes, checksum: b587b9fe7a3e79c0573b82182a0693cc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T15:41:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Ana Carolina Gauer Marques.pdf: 1923943 bytes, checksum: b587b9fe7a3e79c0573b82182a0693cc (MD5) Previous issue date: 2015-08-27 / CAPES / As rochas migmatíticas são geradas a uma profundidade de aproximadamente 15 km abaixo da superfície terrestre, partes dessas rochas são fundidas e extraídas, retornando à superfície na forma de rochas granitoídes. Uma das unidades que sofreu fusão parcial, e alvo deste trabalho, é o Complexo Nova Monte Verde situado na parte sul do Cráton Amazônico, norte de Mato Grosso. Este complexo é caracterizado por um conjunto de rochas metamórficas, onde dominam rochas ortoderivadas com estruturas gnáissicas e migmatíticas. A partir deste estudo, foi possível dividir a rocha em duas partes: melanossoma (parte máfica) e leucossoma (parte félsica). Nos lajedos é possível observar estruturas dilatacionais, ou seja, estruturas de escape do leucossoma no momento em que ocorre a fusão parcial, como: neck de boudin onde o melanossoma forma boudin; leucossoma localizado em bandas de cisalhamento extensionais; leucossoma situado em uma foliação assimétrica de boudin; e associado à charneira de dobras. Através das estruturas observadas este migmatito foi classificados como sendo um migmatito metatexito. A presença de mafic selvedge que nada mais é que uma aureola neste caso de composição melanocráticas rica em biotita, também foi observada. Microscopicamente o melanossoma é composto predominantemente por minerais máficos, destacando-se: a biotita e em menor abundância apatita, titanita, opacos e zircão. A biotita define uma xistosidade proeminente. No leucossoma a textura é granoblástica, com o predomínio de minerais félsicos, como: quartzo, kfeldspato (microclina e oligoclásio), e plagioclásio (labradorita a bytonita). O material que representa a fase final de cristalização é representado pelo “eutético” composto por quartzo, plagioclásio e Kfeldspato de granulação fina com continuidade ótica. Esse material ocorre nas seguintes situações: (1) Como bolsões na matriz com forma arredondada; (2) Como finos filmes ao longo da borda dos grãos; (3) Na forma de manchas com formas convexas, triangulares ou tetraédricas que desenvolvem-se nos locais onde os minerais reagentes estão presentes. O tratamento geoquímico preliminar mostrou uma variação composicional de intermediária a ácida (sílica varia 62,13% a 76,43%), a geoquímica do leucossoma apontou um protolito com uma possível composição que vária do campo do sienogranito ao monzogranito. O leucossoma também mostrou ser derivado de um protolito metapsmítico e metapelítico. Observando as anomalias de Eu é notado dois padrões; um indicando um enriquecimento em minerais de feldspato com origem do fundido primário e o outro padrão apontando uma cristalização derivada de fundidos anatéticos evoluídos. A determinação geocronológica pelo método Pb-Pb Evaporação em Zircão forneceu uma idade 1764 ± 4Ma, que provavelmente representa a idade da migmatização. A idade TDM de 2262Ma com εNd(t=1,76Ga) de -0,1 sugere uma fonte de idade Riaciana, provavelmente crustal / The migmatitic rocks are generated at a depth of about 15 kilometers below the earth's crust; parts of these rocks are melted and extracted, returning to the surface in the form of granitic rocks. One of the units that have undergone partial melting and the target of this work is the Nova Monte Verde Complex in the southern part of the Amazonian Craton, northern of Mato Grosso, Brazil. This complex is characterized by a set of metamorphic rocks, which dominate orthoderivated rocks with gneissic and migmatitic structures. The complex can be divided in two parts: melanosome (mafic part) and leucosome (felsic part). It is possible to observe dilatational structures or ‘escape’ structures at the leucosome when partial melting occurs, such as where the neck boudin whereas the melanosome form boudin; leucosome located in extensional shear bands; leucosome situated in an asymmetric foliation boudin; and associated to hinge folds. Through the structures observed this migmatite was classified as a metatexito migmatite. And also the presence of mafic selvedge which is a rich in biotite halo of melanocratic composition. Microscopically the melanosome is composed predominantly of mafic minerals, namely: biotite and lower abundance apatite, titanite, zircon and opaque. The biotite define a prominent foliation. Leucosome has a granoblastic texture with the predominance of felsic minerals, such as quartz, K-feldspar (microcline and oligoclase), and plagioclase (labradorite to bytonita). The material that is the final stage of crystallization is represented by the "eutectic", composed by quartz, plagioclase feldspar and K-grained with optical continuity. This material occurs in the following situations: (1) as with rounded pockets in the matrix form; (2) as thin films along the edge of the grains; (3) schlieren how convex forms, triangular or tetrahedral, that develop in the places where the reagents are present. The geochemical data showed a compositional range from intermediate to acidic (silica varies 62.13% to 76.43%), the geochemistry of leucosome pointed a protolith with a possible composition of the various syenogranite to monzogranite field. The leucosome also shown to be derived from a metapsmítico and metapelítico protolith. I watched the anomaly is noticed two patterns; one indicating an enrichment in minerals feldspar with origin of the primary melt and the other pattern pointing a crystallization derived from evolved anatetec melts. The geochronological determination by Pb-Pb zircon evaporation method gave an age 1764 ± 4Ma, which probably represents the age of migmatization. The TDM age 2262Ma with εNd (t = 1,76Ga) of -0.1 suggests a source of Riaciana age, probably crustal

Geometries of sills intruded into the lava pile of the Faroe Island Basalt Group (FIBG), which were targeted in this study, were mostly recorded by conventional mapping methods where measured distances and positions were plotted onto accurate topographic maps aided by the use of high-quality photos of relevant outcrops. These data were subsequently used to manually plot 2D profiles along selected tracks and to produce electronic 3D maps using ArcGIS software. The general geometries of the investigated sills, measured at lateral scales ranging from a few metres to a few kilometres and at vertical scales ranging from a few metres to a few hundred metres, differ somewhat from typical sill geometries reported previously for sills intruded into sedimentary successions. The ubiquitous saucer-shapes of the sills from this study, which generally curve upwards in a gradual manner from inner sub-horizontal sections to steeper outer margins, contrast with the common angular transitions from inner sub-horizontal to outer steeper sections of sills reported from sedimentary host-rocks. In this thesis we explore possible alternatives to already existing theories on sill emplacement in sedimentary successions. Major and trace element compositions for samples representing most of the sills exposed in the Faroe Islands have been determined by means of XRF and ICP-MS analyses. Geochemically most of these sills can be grouped into two main categories characterised either by high or by low TiO2 contents. Different sorts/types of metasomatism of source rocks to high-TiO2 versus low-TiO2 sills are indicated by different Nb and Ta anomalies. Modelling by means of REE and other trace elements suggest that much of the compositional differences between these two main categories can be explained by various degrees of partial melting of broadly similar mantle sources. Additional fractionation and accumulation of plagioclase modified some of the melts that gave rise to the actual sills. The initial partial melting event probably occurred at depths slightly shallower than the lower limit of the garnet stability field at ~85 km while plagioclase crystallisation/accumulation most likely occurred at depths shallower than ~18 km. Isotopic compositions may point to very slight contamination of some sills with crustal material.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第18087号 / 理博第3965号 / 新制||理||1572(附属図書館) / 30945 / 京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻 / (主査)准教授 三宅 亮, 教授 土`山 明, 准教授 河上 哲生 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DGAM

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.

Deformation and partial melting have long been recognized to occur together, but differentiating which actually occurred first has remained enigmatic. Prevailing theories suggest that partial melting typically occurs first, and deformation is localized into melt-rich areas because they are rheologically weak. However, evidence from three different areas, suggests the role of strain has been underestimated in localizing partial melting. The Wet Mountains of central Colorado provide evidence for synchronous partial melting and deformation, with each process enhancing the other. Throughout the Wet Mountains, deformation is concentrated in areas where melt producing reactions occurred, and melt appears to be localized along deformation-related features. Melt microstructures present within the Wet Mountains correlate well with crustal-scale plutons and magmatic bodies and provide a proxy for crustal-scale melt flow. Granitic gneisses from the Llano Uplift, central Texas, provide evidence for partial melting occurring within small-scale shear zones and surrounding country rocks, synchronously. In the field, shear zones appear to contain former melt, whereas the country rock does not provide macroscopic evidence for partial melting. However, detailed microstructural investigation of shear zones and country rocks indicates the same density of melt microstructures, in both rock types. Melt microstructures are important for understanding the full melting history of a rock and without detailed structural and petrographic analysis, erroneous conclusions may be reached. Granulite-facies migmatites of the Albany-Fraser Orogen, southwestern Australia, have undergone partial melting, synchronous with three phases of bidirectional extension. Four major groups of leucosomes, including: foliation-parallel, cross-cutting, boudin neck and jumbled channelway leucosomes and late pegmatites were analyzed via whole-rock geochemistry, and there is evidence for fluid-saturated and -undersaturated biotite- and amphibole-dehydration melting. Migmatites from these three locations contain pseudomorphs of melt along subgrain and grain boundaries, areas of high dislocation density, in quartz and plagioclase. For these rocks that involve multicomponent systems, the primary cause for preferential melting in high strain locations is enhanced diffusion rates along the subgrain boundary because of pipe diffusion or water associated with dislocations. / text

Composition and texture of the Middle and Late Eocene volcanic, volcaniclastic, and volcanic-sedimentary rocks in the Bijgerd-Kuh e Kharchin area, in the Uromieh-Dokhtar zone northwest of Saveh, Iran, suggest the complexity of the magmatic system that involved multiple eruptions from one or more sources. Hydrated volcanic fragments in hyaloclastic rocks, and the presence of a sequence of shallow and intermediate-depth marine microfossils, suggest that the Middle Eocene units were erupted in a marine basin. The bimodal volcanism of the Late Eocene is distinguished by the presence of four alternating sequences of hyaloclastite lava and ignimbrite. The REE patterns show spatial homogeneity and temporal heterogeneity in the composition of all the Late Eocene sequences, suggesting origination of magma from varying sources that erupted at different times. The trace element distributions of the hyaloclastites and ignimbrites are compatible with those evolved through fractional crystallization of the lower and upper continental crust, respectively.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diques de basaltos toleíticos de baixo-TiO2 ocorrem na porção oriental do Enxame de Diques da Serra do Mar, na Região dos Lagos, entre Niterói e Búzios. Eles têm direções, preferencialmente, NE-SW, subordinadamente, NNE-SSW e mais raramente, NW-SE, e formas intrusivas variáveis. Os basaltos são holocristalinos a hipocristalinos, inequigranulares a equigranulares, intergranulares e intersertais. Eles são constituídos essencialmente de plagioclásio, augita e/ou pigeonita, com olivina corroída, minerais opacos e apatita como minerais acessórios e biotita, bowlingita, idingisita, uralita e saussurita como minerais secundários. A assembléia de fenocristais destas rochas foi estimada em 15% de olivina, 40% de augita e 45% de plagioclásio. Os rochas inserem-se numa série basáltica subalcalina de afinidade toleítica de baixo-TiO2 pouco expandida (MgO= 8,13-5,91%peso), não tendo sido encontradas amostras representativas de líquidos basálticos primários. Esta suíte predominante foi denominada Suíte Costa Azul. No entanto, os dados litogeoquímicos apontam para a existência de mais que uma suíte de baixo-TiO2 na área de estudo que, segundo modelos de fusão parcial em equilíbrio modal, poderiam ter sido geradas por diferentes quantidades de fusão a partir de uma mesma fonte com granada residual. Em termos regionais, a suíte Costa Azul pode ser relacionada com a Suíte Esmeralda que ocorre na subprovíncia Sul de Paraná-Etendeka, muito embora abrangendo um espectro mais amplo de razões Ti/Y. As rochas da suíte Costa Azul evoluíram por 42% de cristalização fracionada envolvendo uma assembléia de fenocristais composta por 15% de olivina, 40% de augita e 45% de plagioclásio, sem mudança de assembléia fracionante. Misturas de componentes mantélicos empobrecidos (mínimo de 72% de D-MORB) e enriquecidos (máximo de 28% de manto litosférico subcontinental) estão associadas à petrogênese desta suíte. Misturas entre componentes do tipo pluma e litosféricos não conseguem explicar as composições parentais da suíte. Os modelos petrogenéticos permitiram a proposição de um modelo geodinâmico envolvendo delaminação do manto litosférico subcontinental englobado por células convectivas ascendentes do manto sublifosférico subjacente em níveis astenosféricos pouco profundos durante um estágio avançado de rifteamento do supercontinente Gondwana. / Low-TiO2, tholeiitic basalt dykes occur eastwards the Serra do Mar Dyke Swarm within the Região dos Lagos from Niterói up to Búzios city. The dykes strike preferentially NE-SW bearing variable intrusive structures. The basalts are holo- to hypocrystaline, equigranular to inequigranular rocks with mostly intergranular and intersertal textures. They are composed mostly by plagioclase, augite and/or pigeonite and have corroded olivine, opaque minerals and apatite as accessory phases. Secondary mineralas are represented by biotite, bowlingite, iddingisite, uralite and saussurite. The phenocrysts assemblage comprise 15% olivine, 40% augite and 45% plagioclase. The rocks comprise a low-TiO2, subalkaline, tholeiitic basaltic suite hereafter called the Costa Azul suite. Nevertheless, lithogeochemical data point to the existence of more than one low-TiO2 suite in the study area. Geochemical modelling has shown that these suites can be related by different degrees of partial melting from a similar mantle source with residual garnet. The Costa Azul suite can be related with the Esmeralda low-TiO2 basaltic suite within the Paraná-Etendeka CFB province due south Brazil although comprising a wider Ti/Y ratio range. The rocks of the Costa Azul suite evolved by 42% of fractional crystallisation involving a phenocryst assemblage with 15% de olivine, 40% augite and 45% plagioclase. Binary mixing modelling point to at least 72% of a D-MORB component and 28% of a subcontinental lithospheric mantle (SCLM) component in the petrogeneses of the Costa Azul basalts. Models involving mixing between plume-like asthenospheric and SCLM components cannot explain the geochemistry of parental liquids in the Costa Azul suite. A geodynamic model involving continental lithosphere delamination and entrainment by ascending convection cells from the underlying asthenospheric depleted mantle during an advanced stage of Gondwana rifting is depicted on the basis of the petrogenetic models proposed for the Costa Azul suite.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diques de basaltos toleíticos de baixo-TiO2 ocorrem na porção oriental do Enxame de Diques da Serra do Mar, na Região dos Lagos, entre Niterói e Búzios. Eles têm direções, preferencialmente, NE-SW, subordinadamente, NNE-SSW e mais raramente, NW-SE, e formas intrusivas variáveis. Os basaltos são holocristalinos a hipocristalinos, inequigranulares a equigranulares, intergranulares e intersertais. Eles são constituídos essencialmente de plagioclásio, augita e/ou pigeonita, com olivina corroída, minerais opacos e apatita como minerais acessórios e biotita, bowlingita, idingisita, uralita e saussurita como minerais secundários. A assembléia de fenocristais destas rochas foi estimada em 15% de olivina, 40% de augita e 45% de plagioclásio. Os rochas inserem-se numa série basáltica subalcalina de afinidade toleítica de baixo-TiO2 pouco expandida (MgO= 8,13-5,91%peso), não tendo sido encontradas amostras representativas de líquidos basálticos primários. Esta suíte predominante foi denominada Suíte Costa Azul. No entanto, os dados litogeoquímicos apontam para a existência de mais que uma suíte de baixo-TiO2 na área de estudo que, segundo modelos de fusão parcial em equilíbrio modal, poderiam ter sido geradas por diferentes quantidades de fusão a partir de uma mesma fonte com granada residual. Em termos regionais, a suíte Costa Azul pode ser relacionada com a Suíte Esmeralda que ocorre na subprovíncia Sul de Paraná-Etendeka, muito embora abrangendo um espectro mais amplo de razões Ti/Y. As rochas da suíte Costa Azul evoluíram por 42% de cristalização fracionada envolvendo uma assembléia de fenocristais composta por 15% de olivina, 40% de augita e 45% de plagioclásio, sem mudança de assembléia fracionante. Misturas de componentes mantélicos empobrecidos (mínimo de 72% de D-MORB) e enriquecidos (máximo de 28% de manto litosférico subcontinental) estão associadas à petrogênese desta suíte. Misturas entre componentes do tipo pluma e litosféricos não conseguem explicar as composições parentais da suíte. Os modelos petrogenéticos permitiram a proposição de um modelo geodinâmico envolvendo delaminação do manto litosférico subcontinental englobado por células convectivas ascendentes do manto sublifosférico subjacente em níveis astenosféricos pouco profundos durante um estágio avançado de rifteamento do supercontinente Gondwana. / Low-TiO2, tholeiitic basalt dykes occur eastwards the Serra do Mar Dyke Swarm within the Região dos Lagos from Niterói up to Búzios city. The dykes strike preferentially NE-SW bearing variable intrusive structures. The basalts are holo- to hypocrystaline, equigranular to inequigranular rocks with mostly intergranular and intersertal textures. They are composed mostly by plagioclase, augite and/or pigeonite and have corroded olivine, opaque minerals and apatite as accessory phases. Secondary mineralas are represented by biotite, bowlingite, iddingisite, uralite and saussurite. The phenocrysts assemblage comprise 15% olivine, 40% augite and 45% plagioclase. The rocks comprise a low-TiO2, subalkaline, tholeiitic basaltic suite hereafter called the Costa Azul suite. Nevertheless, lithogeochemical data point to the existence of more than one low-TiO2 suite in the study area. Geochemical modelling has shown that these suites can be related by different degrees of partial melting from a similar mantle source with residual garnet. The Costa Azul suite can be related with the Esmeralda low-TiO2 basaltic suite within the Paraná-Etendeka CFB province due south Brazil although comprising a wider Ti/Y ratio range. The rocks of the Costa Azul suite evolved by 42% of fractional crystallisation involving a phenocryst assemblage with 15% de olivine, 40% augite and 45% plagioclase. Binary mixing modelling point to at least 72% of a D-MORB component and 28% of a subcontinental lithospheric mantle (SCLM) component in the petrogeneses of the Costa Azul basalts. Models involving mixing between plume-like asthenospheric and SCLM components cannot explain the geochemistry of parental liquids in the Costa Azul suite. A geodynamic model involving continental lithosphere delamination and entrainment by ascending convection cells from the underlying asthenospheric depleted mantle during an advanced stage of Gondwana rifting is depicted on the basis of the petrogenetic models proposed for the Costa Azul suite.

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.

Les laves alcalines sous-saturées riches en éléments volatils sont les marqueurs du rôle important des fluides dans le manteau et des interactions fluide-roche et magma-roche, processus clés pour comprendre la dynamique du manteau convectif et les interactions asthénosphère-lithosphère en domaine intracontinental. L’objectif de cette thèse est d’apporter de nouvelles contraintes sur la genèse des magmas alcalins en caractérisant les conditions de cristallisation, la source et les processus de fusion partielle à l’origine des néphélinites à olivine, des néphélinites à pyroxène et des basanites du champ volcanique du Jbel Saghro dans l’Anti-Atlas marocain. L’étude pétrologique et géochimique des roches et des minéraux, couplée à l’analyse des inclusions fluides a permis de contraindre les conditions pré-éruptives des néphélinites de Saghro à 1.7–2.2 GPa et ~1350 °C. Les minéraux montrent que les magmas néphélinitiques sont riches en éléments volatils (Cl, F, S), et les inclusions fluides indiquent que les magmas étaient saturés en fluide riche en CO2 à des pressions > 590 MPa. Les différents assemblages minéralogiques des néphélinites et la présence de xénolites péridotitiques suggèrent une ascension rapide des néphélinites à olivine et des processus plus complexes en profondeur pour les néphélinites à pyroxène. La modélisation des processus de cristallisation fractionnée et de fusion partielle des laves mafiques de Saghro a permis de déterminer qu’elles sont issues de faibles taux de fusion partielle (0.6–2.5 %) d’une péridotite carbonatée enrichie en éléments incompatibles, au niveau de la transition grenat–spinelle (~80–85 km) et en présence d’amphibole. Les néphélinites de Saghro montrent une évolution temporelle avec une légère augmentation du taux de fusion et une diminution de la quantité d’amphibole au résidu des plus anciennes (néphélinites à olivine, 9.6 Ma) aux plus récentes (néphélinites à pyroxène, 2.9 Ma). Les basanites forment un système indépendant des néphélinites et sont issues de taux de fusion plus élevés. Les fortes variations dans leur composition chimique suggèrent qu’elles ont subi de la cristallisation fractionnée lors de leur ascension. Les caractéristiques particulières des néphélinites et basanites de Saghro (enrichissement en éléments incompatibles, anomalies négatives en K, Zr, Hf et Ti, rapports Ca/Al et Zr/Hf élevés) indiquent que leur source a subi un métasomatisme principalement carbonatitique. L’influence de ce métasomatisme est plus forte pour les néphélinites à pyroxène que pour les néphélinites à olivine, impliquant une évolution temporelle de l’intensité du métasomatisme. Ces résultats suggèrent des interactions fluide-roche sous le craton Nord-Ouest Africain, entraînant la formation d'un manteau métasomatisé par des composants carbonatitiques riches en CO2 au niveau de la transition lithosphère-asthénosphère. L’origine du métasomatisme provoquant l’enrichissement de la source et la formation de veines d’amphibole pourrait être liée à la fusion de reliquats de croûte océanique subductée. Les températures de fusion relativement faibles (< 1350 °C) suggèrent l’absence d’anomalie thermique sous le Jbel Saghro, et favorisent donc un modèle de délamination de la lithosphère comme initiateur du volcanisme. Cependant, l’augmentation du taux de fusion partielle au cours du temps, également observée dans le Moyen Atlas, et les similitudes isotopiques et géochimiques avec les laves alcalines des îles Canaries ne permettent pas d’exclure une influence du panache des Canaries sur la source du volcanisme alcalin du Jbel Saghro. / Volatile-rich, silica-undersaturated alkaline lavas record the important role of fluids during fluid-rock and magma-rock interactions in the mantle, which are key processes to understand the dynamics of the convective mantle and lithosphere-asthenosphere interactions in intracontinental settings. The aim of this thesis is to bring new constraints on the genesis of alkaline magmas by characterizing the crystallization conditions, the source and the partial melting processes taking part in the genesis of olivine nephelinites, pyroxene nephelinites and basanites from the Jbel Saghro volcanic field in the Moroccan Anti Atlas. The petrological and geochemical study of rocks and minerals coupled with the analysis of fluid inclusions constrains the pre-eruptive conditions of Saghro nephelinites to 1.7–2.2 GPa and ~1350 °C. Minerals show that nephelinitic magmas are rich in volatile elements (Cl, F, S), and fluid inclusions indicate that magmas were saturated with a CO2-rich fluid at pressures > 590 MPa. The various mineralogical assemblages and the presence of peridotite xenoliths suggest a rapid ascent for olivine nephelinites and more complex processes at depth for pyroxene nephelinites. Fractional crystallization and partial melting modelling of Saghro mafic lavas indicate that they are low-degree melts (0.6–2.5 %) of an amphibole-bearing carbonated peridotite enriched in incompatible elements, at the garnet-spinel transition (~80–85 km). Saghro nephelinites display a temporal evolution with a slight increase of the degree of melting and a decrease of the amount of residual amphibole from the oldest (olivine nephelinites, 9.6 Ma) to the most recent (pyroxene nephelinites, 2.9 Ma). Basanites form a system that is independent from nephelinites and are slightly higher-degree melts. Important variations in their chemical composition suggest variable amounts of fractional crystallization during ascent. The peculiar characteristics of Saghro nephelinites and basanites (enrichment in incompatible elements, negative anomalies in K, Zr, Hf and Ti, high Ca/Al and Zr/Hf ratios) indicate that their source was affected by carbonatitic metasomatism. The influence of this metasomatism is stronger for pyroxene nephelinites than for olivine nephelinites. These results suggest fluid-rock interactions beneath the Northwest African Craton, leading to the formation of a metasomatized mantle by CO2-rich carbonatitic components at the lithosphere-asthenosphere transition. The origin of the metasomatism inducing source enrichment and the formation of amphibole veins could be attributed to the melting of relict subducted oce anic lithosphere. The relatively low melting temperatures (< 1350 °C) suggest the absence of a thermal anomaly beneath the Jbel Saghro, and thus support a lithosphere delamination model as precursor of Saghro volca0,3nism. However, the increasing degree of partial melting over time, also observed in the Middle Atlas, together with the isotopic and geochemical similarities with Canary Islands alkaline lavas does not allow us to discard the influence of a deviation of the Canary mantle plume beneath northwest Africa.