Não disponível. / Not available.

O presente trabalho trata da caracterização geológica e geotécnica, para fins rodoviários, de produtos de alteração de granitos e gnaisses nos arredores da cidade de São Paulo. Os estudos foram realizados em perfis de solo, com ênfase aos solos ditos saprolíticos, que ao lado dos lateríticos, constituem as duas grandes classes de solos, quanto ao seu comportamento geotécnico. Foram estudados 5 perfis de alteração, sendo 2 em corpos graníticos (Itu e Itaqui) e 3 em gnaisses (complexo Amparo), nos quais foram realizadas caracterizações macroscópicas, granulométricas, mineralógicas, micromorfológicas e geotécnicas. Os perfis de alteração de granitos foram diferenciados dos de gnaisses pelas características macroscópicas, com exceção do perfil 5, que apresentava uma aparente isotropia, e que, no entanto, ao microscópio revelou tratar-se de material oriundo de gnaisse. As caracterizações geológicas e geotécnicas realizadas nos materiais estudadas permitiram o estabelecimento de várias considerações: 1) Os níveis do solum apresentam características diferentes das alteristas, apesar do elenco mineralógico ser basicamente o mesmo. No entanto, os minerais presentes em cada conjunto diferem no tamanho, forma, tipo de associação e quantidade relativa. 2) Entre os perfis ocorrem semelhanças que permitem separa-los em dois grandes grupos. No grupo 1 (perfis 1 e 5), o elenco mineralógico é composto de quartzo, feldspatos, micas, caolinita, goethita e gibbsita, já no grupo 2 (perfis 2,3 e 4), não se constatou a presença de feldspatos e aparece uma maior quantidade de minerais secundários. Nesse grupo, a granulometria é mais fina (argila + Silte), os valores de densidade são menores , Pi com maiores variações, valores de expansão maiores e os valores de M-CBR não colaboraram com a diferenciação. Esta divisão em grupos é decorrência da atuação diferenciada da alteração, que por sua vez, tem como principal condicionante o grau de deformação (faturamento) sofrido pelas rochas.3) Quanto às relações emergentes entre as diversas características observa-se que a maior quantidade de minerais primários(quartzo + feldspatos) fornece uma granulometria mais grosseira, materiais com densidades maiores na compactação, menor faixa de variação da Pi e menores valores de expansão. Por outro lado, correlações mais estreitas tornam-se difíceis de serem estabelecidas, pois, atualmente, existem obstáculos na determinação da quantidade, tamanho e forma dos minerais ou de seus agregados. Finalmente, os resultados obtidos mostram que estudos da organização (estrutura) dos materiais podem ser muito úteis para muitos dos problemas de correlações, uma vez que é atribuída à estruturação do solo boa parte da resistência a esforços que esse material pode suportar. / The presente work deals with the geological and geotechnical characterization of granites and gneisses alteration products in the neighbourhood of São Paulo city, for road-making purposes. Studies have been done in soil profiles, with emphasis on the so-called saprolitic soils, that together with the lateritic ones, constitute the two great classes of soils, regarding their geotechnical behavior. The study was carried out on five weathering profiles two profiles developed on granitic bodies(Itu and Itaqui) and three profiles on gneissic ones (Amparo Complex). Macroscopic, garnulometric, mineralogical, micromorphological and geotechnical characterizations have been done in all studied materials. The granitic alteration profiles have been differenciated from the gneissic ones through the macroscopic characteristic , except for the profile 5 that, despite showing apparent isotropy , under microscopic observation it was identified as a material formed on gneiss. The geological and geotechnical characterizations carried out on the studied materials allowed the following considerations. 1) The solum levels showed different characateristics as compared with the alterites, although the mineralogical composition being practically the same. However,the minerals found in each group differ in size, shappe, kind of association and relative amount. 2) There are similarities of charateristics among the profiles which allow to separate them in two great groups. The group 1 (profiles 1 and 5), presents a mineralogical composition that includes quartz, feldspars, micas, Kaolinite, goethite and gibbsite. In the group 2(profiles 2, 3 and 4), it was noticed an absence of feldspars and a greater amount of secondary minerals. In this group, the granulometry is finer(clay and silt), the density values are smaller, and they present Pi greater variations, bigger swelling and the M-CBR values which don\'t corroborate the differenciation. This division in groups is a result of the differenciated performance of the weathering, which, in its turn has as main conditioning factor, the deformation degree (fracturing) suffered by the rocks. 3) Regarding the relationship of the many features, it was noticed that the greater amount of primary minerals (quartz + feldspars) supply a coarser granulometry, materials with greater densities of compactation, smaller degree of variation of Pi and smaller swelling values. On the other hand, closer correlations are difficult to be stablished as, presently, there are problems in the determination of amount, size and shape of clay-minerals and their aggregates. Finally, the results showed that the studies of the material organization (fabric) may be very useful to answer to many of the correlations problems, considering that it is attributed to the soil structuration a great part of the resistance to efforts which this material can bear.

O presente trabalho objetivou a caracterização petrográfica e litogeoquímica da porção setentrional do Maciço Granítico Morro Redondo e de rochas vulcânicas (ácidas e básicas) associadas ao mesmo, as quais são descritas pioneiramente neste trabalho. Paralelamente, procurou-se reconhecer as relações genéticas entre as unidades plutônicas e vulcânicas. O maciço Morro Redondo aflora no extremo sudeste do Estado do Paraná, já na divisa com o Estado de Santa Catarina. Possui cerca de 300 Km² de área aflorante, com forma grosseiramente retangular e orientação segundo a direção N20-25W. As rochas vulcânicas ocorrem na forma de derrames e diques, recobrindo parcialmente o maciço granítico na sua porção oeste, sendo indeformadas e não metamorfisadas. O estudo petrográfico revelou que os granitos e os riolitos mostram uma mesma paragênese essencial predominante, constituída por quartzo e feldspato pertítico, como fase precoce, e riebeckita, egerina e biotita (+-), como fase tardia intersticial. A presença de faciologia contendo apenas um feldspato (pertita), demonstra a ocorrência de granito tipo hipersolvus neste maciço. Do ponto de vista geoquímico, o conjunto granito-riolito é caracterizado pelos altos teores em SiO2, Na2O + K2O, Fe203, F, Zr, Nb, Y e Th, e baixas concentrações em CaO, MgO, Al2O3, Ba e Sr, sendo este comportamento similar ao dos granitos tipo-A. Os riolitos e basaltos exibem distribuição bimodal nos diagramas de classificação. O índice agpaítico (N=K/Al) varia entre 0,86 e 1,06 para o riolito e 0,86 a 1,22 para os granitos, atestando o carácter alcalino/peralcalino destas rochas. Em relação ao ambiente tectônico, os vários diagramas, discriminantes utilizados são concordantes em termos de um ambiente intra-placa e anorogênico para geração dos riolitos e granitos. Para os basaltos, também ficou evidenciado um ambiente continental (intra-placa), com base na utilização de diagramas de elementos incompatíveis (Zr/4 x Nbx2 x Y; Zr/Y x Zr). A hipótese de uma vinculação genética entre riolito-granito e basalto-riolito foi testada com base na relação entre elementos incompatíveis (Zr x Ce, Hf x La e Nb x Zr), no padrão de ETR e da paragênese mineral das rochas ácidas. Estes dados, quando interpretados conjuntamente, indicam cogeneticidade entre riolitos e granitos, enquanto a vinculação entre riolitos e basaltos não é conclusiva, sendo ainda necessários dados complementares, principalmente isotópicos. Do ponto de vista geoquímico, petrográfico e tectônico, as rochas plutônicas e vulcânicas aqui estudadas mostram forte semelhança com outras unidades equivalentes do sul e sudeste do Brasil e de outros países. Por outro lado, é importante ressaltar as diferenças geoquímicas entre os basaltos aqui estudados e da bacia do Paraná, descartando-se com isso qualquer similaridade entre eles. / This work presents the petrographic and geochemistry studies of the northern portion the Morro Redondo Granitic Massif and acid and basic vulcanic rocks, that are described here for the first time. The genetic relationship between plutonic and volcanic units is demonstrated. The Morro Redondo massif occur is neigboring regions of Paraná e Santa Catarina States, covering about 300 Km2, with approximately rectangular form and n N20-25W orientation. The volcanic rocks are represented by sills and dikes, partially covering the western portion of the granitic massif. This roks are not deformated and metamorphised. The petrographic study indicated the same essencial mineralogical paragenesis, with quartz and pertithic feldspar as early phases, and riebbckite, aegirine and biotite (+ -) as late phases. The occurrence of facies caracterized by pertithic feldspar alone, is characteristic of hypersolvus granites. Geochemically, the granite and rhyolite are characterized by high concentration of SiO2, Na2O + K2O, Fe2O3, F, Zr, Nb, Y and Th, and low concentration of CaO, MgO, Al2O3, Ba and Sr, a behavior similar to A- type granites. The rhyolites and basalts showed bimodal distribution in the classification diagrams. The agpaitic index variated between 0,86 and 1,06 to rhylites and between 0,86 and 1,22 to granites, showing the alkaline/peralkaline caracter of the rocks. Tectonically, discriminant diagrams are concordant with intraplate and anorogenic enviroments of generation the rhyolites and granites. The basaltic rocks also showed an intraplate environment, based in the utilization of incompatible elements (Zr/4 x Nbx2 x Y; Zr/Y x Zr). The hypothesis of a genetic relation between rhyolite and granite was tested, using the incompatible element ratios (Zr x Ce, Hf x La e Nb x Zr), the rare earth elements and mineralogical paragenesis of acid rocks. The analysis suggested that genetic is a relation between the rhyolites and granites. The tests do not conclusively show any relationship between basalts and rhyolites, and complementary studies (specially isotopic) are necessary. The geochemical, petrographic and tectonic characteristics of the plutonic and vulcanic rocks studied here showed great similarities with others units of southern southeastern of Brazil and other world regions. Geochemically, the basaltic rocks studied here are different of the basaltics rocks of Paraná basin.

As rochas carbonáticas pré-cambrianas do Estado de São Paulo ocorrem na forma de grandes corpos alongados segundo NE-SW, em seqüências supracrustais do Grupo Açungui (sensu 1ato), principalmente nos Subgrupo Lajeado e Formação Itaiacoca, e Grupo São Roque. Corpos de menor expressão constituem o Mármore da Tapagem e ocorrências esporádicas nos Complexo Embu, Grupo Itapira, Complexo Piracaia, Formação Setuva e Formação Agua Clara. Neste trabalho, foram efetuados estudos petrográficos, químicos, isotópicos e de caracterização tecnológica em amostras de rochas carbonáticas coletadas nas unidades geológicas mencionadas. As rochas aqui estudadas apresentam composição ora essencialmente calcítica (Subgrupo Lajeado e Grupo São Roque - região de Salto de Pirapora), ora essencialmente dolomítica (Formação Itaiacoca e Grupo São Roque - região de Pirapora do Bom Jesus). Nas outras unidades predominam litotipos de composições intermediárias, ora dolomito-calcíticas, ora calcito-dolomíticas. As rochas carbonáticas dos grupos Açungui e São Roque normalmente exibem paragêneses indicativas de metamorfismo de grau baixo. Todavia, na Formação Agua Clara, são observadas associações minerais de metamorfismo de grau médio. Já as rochas carbonáticas dos complexos Embu e Piracaia e Grupo Itapira foram submetidas a metamorfismo de grau alto, localmente mostrando metamorfismo de contato superimposto. As características geoquímicas exibidas pelas rochas dolomíticas são bastante semelhantes entre si, em geral com valores mínimos para os elementos menores e traços analisados, sobretudo Mn e Sr. Os dolomita mármores do Grupo São Roque podem ser claramente discriminados pelo seu maior teor de Mn e Fe, aparentemente refletindo um processo de dolomitização via dissolução-reprecipitação a partir de sedimento calcítico. Os baixíssimos teores de Sr dos metadolomitos da Formação Itaiacoca sugerem que sua deposição tenha se dado via protodolomita. As rochas calcárias se dividem quimicamente em dois grupos. O primeiro (Subgrupo Lajeado e Grupo São Roque) é mais puro e rico em Sr. Os calcita mármores do Subgrupo Lajeado, em vista de sua riqueza em Sr, aparentemente se depositaram na forma de lama aragonítica modificada diagenetica ou metamorficamente para calcita ou calcita magnesiana. O segundo grupo (formações Agua Clara e Itaiacoca) é rico em Mn, Rb, Fe, Ba e Al, refletindo uma maior contribuição terrígena. As composições isotópicas de carbono e oxigênio das rochas carbonáticas estudadas são características de carbonatos marinhos pré-cambrianos metamorfizados. Dentro de uma mesma unidade geológica, as composições isotópicas de carbono mostram certas variações que se explicariam por mudanças locais no ambiente de sedimentação. A homogeneidade das composições isotópicas de oxigênio em cada unidade geológica parece refletir a contemporaneidade da formação dos litotipos carbonáticos. As rochas carbonáticas aqui estudadas teriam se originado em bacias ensiálicas desenvolvidas a partir de sistema de riftes. As seqüências sedimentares dos grupos Açungui e São Roque poderiam ter se formado em bacias distintas, talvez não sincrônicas. Após comparação dos resultados de ensaios tecnológicos e dos dados químicos com especificações de uso das rochas carbonáticas detectou-se outras opções de aplicações, além daquelas para as quais são ou foram exploradas. Citam-se, como exemplo, as rochas carbonáticas do Grupo São Roque que têm seu uso voltado quase que exclusivamente para o mercado convencional (cimento, cal e corretivo de solos) e que poderiam ser igualmente aproveitadas nas indústrias do vidro e cerâmica. / The Precambrian carbonate rocks in the State of São Paulo occur as large NE-SW elongated bodies inserted in the supracrustal sequences of the São Roque and Açungui Groups (specially Lajeado Subgroup e Itaiacoca Formation). Less significant bodies constitute the Tapagem Marble and sporadic occurrences in the Embu Complex, Itapira Group, Piracaia Complex and Setuva and Agua Clara Formations. Petrographic, chemical and isotopic studies as well as technological characterization were accomplished on samples of the above mentioned units. The rocks under consideration show compositions sometimes mainly calcitic (Lajeado Subgroup and São Roque Group - region of Salto de Pirapora) sometimes essentially dolomitic (Itaiacoca Formation and São Roque Group - region of Pirapora do Bom Jesus). In the remaining unities, lithotypes of intermediate composition now dolomite calcitic, now calcite dolomitic, predominate. The paragenesis of carbonate rocks from the Açungui and São Roque Groups indicate low grade metamorphism. However, in the Agua Clara Formation the observed mineral associations belong to the medium grade metamorphism. On the other hand, the carbonate rocks of the Embu and Piracaia Complexes as well as those from the Itapira Group were subjected to a high metamorphic grade sometimes accompanied by superimposed contact metamorphism. The geochemical characteristics of the dolomites are rather similar among thenselves. It was noticed that they usually show smaller values for minor and trace elements, Mn and Sr above all. The São Roque dolomite marbles can be clearly discerned by their larger content of Mn and Fe, an aparent indication of dolomitization by dissolution-reprecipitation processes in a calcitic sediment. The least content of Sr in metadolomites from the Itaiacoca Formation suggests a deposition via protodolomite. The limestones can be chemically divided in two groups. The first one (Lajeado Subgroup e São Roque Group) is purer and richer in Sr. By its highest Sr content, the calcite marbles of the Lajeado Subgroup were possibly precipitated as an aragonitic mud diagenetically or metamorphically changed to calcite or magnesian calcite. The second one (Agua Clara and Itaiacoca Formations) abounds with Mn, Rb, Fe, Ba and Al implying a bulky terrigenous contribution. The carbon and oxygen isotopic compositions for samples of studied carbonate rocks are diagnostic of metamorphosed Precambrian marine carbonates. The carbon isotopic compositions reveal some variation within the same geologic unit; they may reflect local changes in the sedimentary environment. The homogeneity of the oxygen isotopic compositions in each geologic unit seem to manifest the coeval building up of the carbonate lithotypes. The carbonate rocks, here studied, were probably generated in ensialic basins developed from rift systems. The sedimentary sequences of the Açungui and São Roque Groups might have been formed in independent basins, possibly not synchronous. By comparing results of technological and chemical essays with specifications for the employment of carbonate rocks, other uses besides those for which they are being exploited, were detected. As an example, the São Roque Group carbonate rocks currently worked for the conventional market (cement, lime, soil corrective) could also have a profitable use in ceramics and in glass industry.

A Ilha Monte de Trigo representa uma das manifestações alcalinas intrusivas do Cretáceo pertencente à Província Alcalina Serra do Mar. Ela consiste de uma associação petrológica do tipo sienítico-gabróide, variando de insaturada a quase saturada, com uma diversidade mineralógica que inclui desde tipos hololeucocráticos até ultramáficos. As rochas alcalinas descritas na ilha são delimitadas pela linha de costa, sem a presença \"in situ\" do embasamento Pré-cambriano granítico-gnáissico. A estrutura compõe-se predominantemente de rochas de caráter plutônico, representadas por um stock sienítico, um corpo máfico-ultramáfico cumulático e blocos de um suposto corpo monzossienítico. As manifestações subvulcânicas incluem inúmeros diques de natureza petrográfica diversa, que podem ser subdivididos em dois grupos. Um deles reúne as variedades de microssienitos e microteralitos de afinidade com as rochas plutônicas. O outro compreende os diques efusivos, formados de rochas insaturadas, com variações de lamprófiros a fonólitos, que cortam todas as demais litologias mapeadas. Além disso, inclui-se também uma brecha magmática na forma de um pipe, cortando apenas as rochas máficas. As evidências geológicas e petrológicas coligidas no presente estudo sugerem que as rochas da Ilha Monte de Trigo são de natureza intrusivas e resultaram de sucessivos pulsos magmáticos. O magmatismo alcalino teria seu início com a intrusão e cristalização de um magma parental de composição provável de basanito e/ou basalto alcalino, gerando os corpos das rochas máficas e ultramáficas dentro do embasamento granítico/gnáissico do Complexo Costeiro. O corpo máfico é constituído de melateralitos, olivina melagabros com nefelina e olivina gabros. Situa-se na porção nordeste, representando 7% da área. As rochas são maciças, inequigranulares média a grossa, com grande variação modal. Estratificações magmáticas de atitudes verticais aparecem de forma intermitente e escassa. As rochas ultramáficas são cumulatus de olivina clinopiroxenitos e clinopiroxenitos, perfazendo 3% da área. Geograficamente dispõem-se ao lado das rochas máficas na porção norte da ilha. Exibem granulação grossa e estrutura maciça, com abundante venulações félsicas. Nas rochas máficas e ultramáficas, a seqüência de cristalização dos minerais iniciou-se pela olivina (chrysolita-hyalosiderita), seguindo-se de piroxênio (principalmente diopsídio subsilícico com Fe³+, zonado e com substituições tchermakíticas de Fe³+, Ti e Al VI) e da titanomagnetita. No decorrer da cristalização, estas três fases minerais seriam inicialmente depositadas no fundo da câmara formando as rochas ultramáficas cumuláticas. A evolução prossegue com a cristalização do plagioclásio (bytownita-oligoclásio), culminando com o anfibólio (kaersutita com K) e a biotita intersticiais, por vezes substituindo o piroxênio. A nefelina traduz-se como a última fase magmática a se cristalizar, com distribuição intersticial e desenvolvimento poiquilítico. Os olivina gabros representariam os primeiros fracionados dessas rochas, conforme sugerem as principais feições da química mineral, tais como: composição mais magnesiana das olivinas; maiores concentrações de Cr e Mg nos piroxênios; maior concentração de Mg nas titanomagnetitas; e conteúdo mais elevado de anortita nos plagioclásios. Os nefelina monzossienitos aparecem como blocos no extremo SE, ocupando menos de 1% em área. São rochas leucocráticas, com granulação média a grossa. Petrograficamente, assemelham-se aos sienitos, distinguindo-se principalmente pelo hábito euedral da nefelina e pelo feldspato zonado, com plagioclásio no núcleo e feldspato alcalino na borda. O quimismo mineral sugere que essas rochas devem constituir o fracionado mais evoluído do magma basanítico/basáltico alcalino que gerou as rochas máficas e as cumuláticas ultramáficas. No geral, os minerais apresentam um amplo zoneamento com os núcleos com composições assemelhando-se às das rochas máficas, e bordas com composições mais evoluídas que as rochas sieníticas. As rochas sieníticas ocupam as porções central e sul da ilha, representando 90% da área. As variedades petrográficas dispõem-se geologicamente segundo uma estrutura zonada quanto à saturação em sílica, gradando de álcali feldspato sienitos com nefelina (sienito com nefelina) junto às margens do corpo, para nefelina sienitos (nefelina sienitos I e II) mais finos em direção ao centro. São sienitos hipersolvus, castanho-claros, com textura foiaítica a alotriomórfica. Compõem-se de feldspato alcalino mesopertítico tabular, nefelina intersticial, anfibólio (hastingsita-pargasita) e piroxênio (diopsídio-hedenbergita) subedrais zonados, além de biotita anedral. Os acessórios são apatita, titanita e titanomagnetitas. No sistema residual quartzo-nefelina-kalsilita, os dados sugerem que um magma de composição próxima à da barreira termal teria inicialmente cristalizado feldspato alcalino, gerando os sienitos com nefelina nas bordas do corpo. Este magma evoluiu por cristalização fracionada para líquidos residuais no eutético do sistema, com a precipitação simultânea de feldspato e nefelina, formando os nefelina sienitos I no centro do corpo. A sequência evolutiva dessas rochas, traduz-se também pelos zoneamentos irregulares dos minerais máficos, que se caracterizam principalmente pela substituição de Mg por Fe²+, tornando-se progressivamente mais enriquecido em ferro em direção ao centro do corpo. O stock sienítico teria sua origem por fracionamento de magmas básicos alcalinos em câmaras magmáticas profundas. O grupo dos diques de afinidade com as rochas plutônicas compõem-se de rochas faneríticas, de granulação média a fina, representadas principalmente por microssienitos leucocráticos a hololeucocráticos e, subordinadamente, por microteralitos e microessexitos mesocráticos. Esses diques estão alojados nas encaixantes segundo configurações sinuosas, apresentando grande dispersão nas atitudes. Por sua vez, o grupo dos diques efusivos é marcado por rochas afaníticas ou porfiríticas de matriz afanítica, de caráter petrográfico fonolítico, fonólito tefrítico, tefrito fonolítico, tefrítico e lamprofírico (monchiquitos e camptonitos). Distribuem-se cortando as demais litologias de forma rúptil, segundo as direções preferenciais ENE-WSW e N-S, exibindo nos contatos feições de bordas de resfriamento. A brecha magmática é sustentada por uma matriz afanítica, rica em sulfetos, com fragmentos arredondados de rochas máficas/ultramáficas e do embasamento granítico-gnáissico, de até 2m de diâmetro. Sua colocação pode ter ocorrido anteriormente à do stock sienítico, conforme evidenciado pela ausência de fragmentos de rochas sieníticas na brecha. / Monte de Trigo Island represents one of the Cretaceous intrusive alkaline manifestations belonging to Serra do Mar Alkaline Province. It consists of a syenitic-gabbroid petrologic association, varyig from unsaturated to nearly saturated rocks. Its mineralogical diversity includes hololeucocratic to ultramafic types. Precambrian granite-gneiss country rocks are present only as loose blocks along the shoreline and as xenoliths within magmatic breccias. The whole structure is mainly composed of plutonic rocks, represented by a syenitic stock, a maficultramafic cumulate body and blocks of a supposed monzosyenitic body. Subvolcanic manifestations include several dykes of diverse petrographic nature, which may be subdivided into two groups. One includes microsyenite and microtheralite varieties having affinity with plutonic rocks. The other comprises effusive dykes formed by unsaturated rocks, featuring variations from lamprophyres to phonolites, which cut the other mapped lithologies. Moreover, a pipe-shaped magmatic breccia is also included, which only cuts mafic rocks. Geological e petrological evidence collected in the present research suggests that Monte de Trigo island rocks are intrusive, resulting from successive magmatic pulses. Alkaline magmatism may have started with the intrusion and crystallization of a parental magma probably of basanite and/or alkaline basalt compositions, thus generating the bodies of mafic and ultramafic rocks within the granite-gneiss country rocks of the Costeiro Complex. Melatheralites, nepheline-bearing olivine melagabbros and olivine gabbros constitute the mafic body, which is located in the northeastern part of the island, representing 7% of the surface area. These rocks are massive, inequigranular medium to coarse grained, featuring a wide modal variation. A verticaldip magmatic layering shows up scarcely and intermittently. Ultramafic rocks, which constitute 3% of the surface area, are cumulates of olivine clinopyroxenite and clinopyroxenite. They are located in the Northern portion of the island beside mafic rocks. They have a coarse-grained, massive structure, with many felsic veinlets. In the mafic and ultramafic rocks, the mineral crystallization sequence began with olivine (chrysolite-hyalosiderite), followed by pyroxene (mainly zoned Fe³+ subsilicic diopside and with tschermakitic substitutions of Fe³+, Ti and AI VI) and titanomagnetite. Through the crystallization process, these three mineral phases were initially deposited at the bottom of the magma chamber, thus forming the cumulative ultramafic rocks. Magmatic evolution continued with the crystallization of plagioclase (bytownite oligoclase) and culminated with interstitial amphibole (potassian kaersutite) and biotite, eventually replacing pyroxene. Interstitial, poikilitic nepheline crystallized during the last magmatic stage. Olivine gabbros thus represent the first fractionations of these rocks, as suggested by the main features of mineral chemistry, such as more magnesian olivine composition, higher Cr- and Mg-pyroxene concentrations, higher Mg-titanomagnetite concentrations, and higher anortite content in plagioclases. Nepheline monzosyenites appear as blocks on the southeastern end of island, covering less than 1% of the surface area. These are leucocratic medium-to coarse-grained rocks. They are petrographically similar to syenites, being mainly distinguished by the nepheline euhedral habit and by zoned feldspar, with plagioclase cores and alkali feldspar rims. The mineral chemistry of these rocks suggests that they constitute the most evolved fractionation of the basanitic / alkaline basaltic magma, that generated the mafic and cumulative ultramafic rocks. In general, minerals present distinct zoning, having cores with compositions similar to those of mafic rocks and rims with more evolved compositions than those of syenitic rocks. Syenitic rocks are located at the center and southern portions of the island, representing 90% of the surface area. Petrographical varieties are geologically arranged in accordance with a zoned structure regarding silica saturation. Towards the center of the island, they grade from nepheline-bearing alkali feldspar syenite to nepheline syenite (nepheline syenites I & II) and are finer-grained. They are light-brown to light-gray hypersolvus syenites, having foyaitic to allotriomorphic textures. These rocks are made up of tabular mesoperthitic alkali feldspar, interstitial nepheline, zoned subhedral amphibole (hastingsite-pargasite) and pyroxene (diopside-hedenbergite), in addition to anhedral biotite. Acessory minerals include apatite, titanite and titanomagnetites. In the context of the quartz-nepheline-kalsilite residual system, available data of these rocks suggests that within a magma having a composition close to that of the thermal barrier the alkali feldspar initially crystallized, thus generating nepheline-bearing syenites at the margins of the magmatic body. The magma evolved by fractional crystallization to residual liquids at the system\'s eutectic point, with simultaneous precipitation of feldspar and nepheline, thus forming nepheline syenites I at the center of the body. The evolutionary sequence of such rocks is also evidenced by irregular zoning of mafic minerals, mainly characterized by ferromagnesian substitution, becoming gradually richer in iron towards the body center. The syenitic stock would have been generated through alkaline basic magma fractionation in deep magmatic chambers. The dyke group having affinity with plutonic rocks is composed of medium-to fine-grained phaneritic rocks, mainly represented by leucocratic to hololeucocratic microsyenites and, subordinately, by mesocratic microtheralite and microessexites. These dykes are housed in host rocks and follow sinuous patterns, with significant dispersion of their attitudes. On the other hand, the group of effusive dykes is characterized by aphanitic matrix. This group includes phonolites, tephritic phonolites, phonolitic tephrites, tephrites, and lamprophyres (monchiquites and camptonites). Such dykes cut all the lithologies in a brittle fashion, preferentially in ENE-WSW and N-S directions. At the contracts, they feature cooling rims. The magmatic breccia is supported by an aphanitic matrix, with high sulphide contents. Clasts include rounded fragments of mafic/ultramafic rocks and granite-gneiss country rocks, up to 2m in diameter. Its emplacement may have occurred prior to the syenitic stock, as evidenced by the lack of syenitic rock fragments in the breccia.

Os trabalhos desenvolvidos nesta dissertação de mestrado tiveram como principal objetivo o estudo da geologia, da petrografia e da gênese dos granada-cordierita-cummingtonita/antofilita anfibolitos e rochas associadas da Formação Morro da Pedra Preta do Grupo Serra do Itaberaba, que afloram a nordeste da cidade de São Paulo, entre as cidades de Guarulhos e Santa Isabel. Para tanto foi efetuado um mapeamento geológico-estrutural detalhado (1:5000) das principais ocorrências destes anfibolitos, seguido por estudos petrográficos em luz transmitida e pela caracterização da composição química dos minerais por microssonda eletrônica. A integração dos dados possibilitou a definição da gênese destas rochas como tendo sido resultado do metamorfismo em fácies anfibolito de protólitos básicos e intermediários a ácidos alterados hidrotermal-metassomaticamente. No mapa puderam ser separadas sete unidades litotípicas maiores produzidas pelas alterações hidrotermais-metassomáticas, identificadas como das rochas intensamente alteradas, menos intensamente alteradas, rochas de composição intermediária a ácida alteradas, hornblenda-granada anfibolitos, tufos alterados, metabásicas de granulação grossa e metabasitos cálcio-silicáticos. Nestas unidades puderam ser distinguidos 15 litotipos principais, incluindo rochas produzidas pelas alterações que concentraram magnésio e ferro, pela carbonatização e/ou potassificação e pela silicificação de rochas vulcanoclásticas ou ígneas de composição básica ou intermediárias a ácidas. Dentre as rochas básicas foram observadas gradações completas entre rochas não alteradas e as fortemente alteradas, representadas pelos conjuntos das rochas incipientemente alteradas (hornblenda anfibolitos com cordierita e cummingtonita), rochas da zona de transição (onde coexistem dois ou três anfibólios), rochas menos intensamente alteradas (cummingtonita anfibolitos, cordierita-cummingtonita anfibolitos e granada-cordierita-cummingtonita anfibolitos) e as rochas mais intensamente alteradas (granada-cordierita-cummingtonita/antofilita anfibolitos). Nas rochas de composição intermediária a ácida foram distinguidos os conjuntos das rochas silicificadas, rochas menos intensamente alteradas (constituídas por cummingtonita/antofilita, clorita, quartzo e plagioclásio) e as mais intensamente alteradas (constituídas por cummingtonita/antofilita, cordierita e quartzo). O conjunto das rochas potassificadas é representado por hornblenda-biotita anfibolitos, biotita-hornblenda anfibolitos e biotita-cummingtonita anfibolitos. Dentre as rochas básicas afetadas pela carbonatização pré-metamórfica foram separadas as fracamente carbonatizadas (representadas por actinolita anfibolitos) e as intensamente carbonatizadas denominadas como metabasitos cálcio-silicáticos, formados essencialmente por diopsídio, actinolita, clinozoisita/epídoto, quartzo, plagioclásio e carbonatos. Foram identificados outros litotipos produzidos pelas alterações, mas que pela falta de afloramentos elucidativos, não puderam ser associados aos conjuntos anteriores, tendo sido, desta forma, separados nos conjuntos dos hornblenda-granada anfibolitos, cummingtonita-granada-clorita xistos e das metabásicas de granulação grossa, estas muito típicas e distintas dos metagabros pela presença de plagioclásio esbranquiçado inalterado. As estruturas e texturas indicam claramente a dissolução dos protólitos, de modo gradativo, até a gênese das rochas mais intensamente alteradas, que constituíram, ao microscópio, granada-cordierita-cummingtonita/antofilita anfibolitos e rochas constituídas por cummingtonita/antofilita, cordierita e quartzo. Estas estruturas foram afetadas pelas foliações metamórficas \'S IND.1\', \'S IND.2\', e \'S IND.3\' indicando que as alterações hidrotermais-metassomáticas foram produzidas antes dos eventos metamórficos. As principais paragêneses minerais cristalizaram-se concomitantemente ao primeiro evento deformacional, corroborando as informações estruturais de que as alterações químicas foram introduzidas nos protólitos previamente ao metamorfismo, embora possam ter ocorrido reequilíbrios menores causados pelos fluidos metamórficos. As condições metamórficas atuantes durante o desenvolvimento da \'S IND.1\' e da \'S IND.2\' foram da fácies anfibolito e, durante o desenvolvimento da \'S IND.3\', da fácies anfibolito à dos xistos verdes, esta tipicamente associada aos processos retrometamórficos, com reequilíbrio das assembléias de mais alto grau. Os metapelitos encaixantes tem cianita invertida para sillimanita associada à \'S IND.1\', e apenas sillimanita na \'S IND.2\', indicando a existência de dois eventos metamórficos, um anterior, de pressão intermediária, seguido por um de pressão mais baixa, ambos com clímax metamórfico na fácies anfibolito. Geologicamente observa-se uma associação íntima destas rochas alteradas com corpos de rochas andesíticas, dacíticas e riolíticas, definindo formas que podem ser interpretadas como antigos cones de alteração ou zonas alteradas semi-concordantes aos derrames básicos. Os zonamentos observados, juntamente com o contexto geológico/geotectônico regional e os dados bibliográficos, permitem interpretar que estas rochas foram geradas em dois ambientes geotectônicos. O primeiro, menos importante, corresponde a zonas de expansão de cadeias mesooceânicas, e o segundo corresponde à evolução de uma bacia de retro-arco, em regimes compressionais, sendo este o principal período de formação dos protólitos destas rochas. Granada-cordierita-cummingtonita/antofilita anfibolitos e rochas intermediárias intensamente alteradas ocorrem mundialmente associadas a depósitos de sulfetos maciços de Cu-Zn, onde constituem as zonas mais internas dos cones de alteração hidrotermal-metassomática produzidas pela percolação dos fluídos mineralizantes, tipicamente localizados sob as mineralizações, sugerindo potencial metalogenético para este tipo de mineralização na Formação Morro da Pedra Preta. Neste contexto as rochas menos intensamente alteradas, os hornblenda-granada anfibolitos, as metabásicas de granulação grossa e as rochas potassificadas se distribuem em fácies mais distais nestes cones de alteração. As rochas carbonatizadas estão relacionadas a zonas de alteração mais profundas, sub-concordantes com à estratigrafia vulcano-sedimentar. / The principal objective of this Dissertation was the study of the geology, petrology and geneses of the garnet-cordierite-cummingtonite/anthophyllite amphibolites and associated rocks of the Morro da Pedra Preta Formation, Serra do Itaberaba Group. For this purpose a detailed 1:5,000 geological-structural map of the principal occurrences of these amphibolites was made, followed by petrographic studies transmitted light, and the characterization of the chemical composition of minerals by electron microprobe analysis. The integration of data made possible to interpretate the genesis of this rocks as being the result of metamorphism in amphibolite facies of hidrothermal-metasomatically altered basic and felsic protoliths. Seven major lithological units produced by alteration could be separated in the map, identified as strongly altered rocks, moderately altered rocks, altered felsic rocks, hornblendegarnet amphibolites, altered tuffites, coarse grained metabasites and calc-silicate metabasites. In these units, feveteen diferent lithotypes, produced by alterations that concentrated magnesium and iron, by carbonization and/ or potassification and by silification of basic or felsic volcanoclastic or igneous rocks could be se separated. In basic rocks a complete gradation between unaltered to strongly altered rocks was observed, represented by the groups of weakly altered (hornblende amphibolites with cordierite and cummingtonite), transitional (where two or tree amphiboles coexist), moderately altered (cummingtonite amphibolites, cordierite-cummingtonite amphibolites and garnet-cordierite-cummingtonite amphibolites) and strongly altered rocks (garnet-cordierite-cummingtonite/anthophyllite amphibolites). In altered felsic rocks silicified, moderately (cummingtonite/anthophillite-chlorite-quartz-plagioclase rocks) and strongly altered rocks (cummingtonite/anthophyllite-cordierite-quartz rocks) were distinguished. The potassified rocks are represented by hornblende-biotite amphibolites, biotite-hornblende amphibolites and biotite-cummingtonite amphibolites. The carbonatized metabasites were separated into weakly (represented by actinolite amphibolites) and strongly carbonatized recognized as calc-silicate metabasites, composed essencially by diopside, actinolite, clinozoisite/epidote, quartz, plagioclase and carbonates. Other lithotypes produced by alteration process were identified but because of the lack of elucidative outcrops, could not be related to the above mentioned groups and were therefore separated as hornblende-garnet amphibolites, cummingtonite-garnet-chlorite schists and coarse grained metabasites, which can be distinguished from metagabbros by the presence of unaltered whitened plagioclase. The structures and textures clearly indicate the gradual and progressive dissolution of protoliths until the protoliths of the strongly altered rocks, garnet-cordierite-cummingtonite/anthophyllite amphibolites and cummingtonite-anthopyllite-cordierite-quartz rocks, are produced. These structures were affected by the metamorphic foliations \'S IND.1\', \'S IND.2\' and \'S IND.3\', showing that the hydrotermal-metasomatic alterations occurred before the regional metamorphic events. The main mineral parageneses crystallized during the first deformation event, corroborating the structural evidence, that chemical modifications occurred in the protoliths before metamorphism, although minor reequilibra caused by metamorphic fluid movements may have occurred. The metamorphic conditions present during the development of \'S IND.1\' and \'S IND.2\' were in the amphibolite facies and during the development of the \'S IND.3\', in the amphibolite facies grading to the green schists facies, this one typically associated with retrometamorphism of assemblages of higher grade. In metapelites from the host rocks kyanite inverted to sillimanite, asociated to the \'S IND.1\',is found, and only sillimanite is found associated to \'S IND.2\', indicating the existence of two different metamorphic events, the former of intermediate pressure, and the latter of low pressure, both of them having their metamorphic climax in the amphibolite facies. A close association of the altered rocks with felsic rocks is observed, and their forms can be interpreted as old alteration pipes or semi-conformable altered zones within basic flows. The zonations observed, associated with the geological/geotectonic environment and the bibliographic references lead to the interpretation that these rocks were generated in two different geotectonic environments. The first one, less important, was in meso-oceanic expansion zones, and the other in compressive regime, during the evolution of a back-arc basin. Garnet-cordierite-cummingtonite/anthophyllite amphibolites and felsic rocks strongly altered are associated world-wide with massive sulfide deposits of Cu-Zn, where they form the inner parts of alteration pipes produced by the percolation of the mineralized fluids, and are typically localized under the mineralizations, suggesting a metallogenetical potencial for this type of mineralization in the Morro da Pedra Preta Formation. In this context, the intermediately altered rocks, the hornblende-garnet amphibolites, the coarse grained metabasites and the potassified rocks correspond to distal facies of these alteration pipes. The carbonatized rocks are related to lower-level semi-conformable alteration zones.

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Low-pressure/high-temperature (LP/HT) metamorphic belts are characterised by rocks that experienced abnormal heat flow in shallow crustal levels (T > 600 °C; P < 4 kbar) resulting in anomalous geothermal gradients (60-150 °C/km). The abnormal amount of heat has been related to crustal underplating of mantle-derived basic magmas or to thermal perturbation linked to intrusion of large volumes of granitoids in the intermediate crust. In particular, in this latter context, magmatic or aqueous fluids are able to transport relevant amounts of heat by advection, thus favouring regional LP/HT metamorphism. However, the thermal perturbation consequent to heat released by cooling magmas is responsible also for contact metamorphic effects. A first problem is that time and space relationships between regional LP/HT metamorphism and contact metamorphism are usually unclear. A second problem is related to the high temperature conditions reached at different crustal levels. These, in some cases, can completely erase the previous metamorphic history. Notwithstanding this problem is very marked in lower crustal levels, petrologic and geochronologic studies usually concentrate in these attractive portions of the crust. However, only in the intermediate/upper-crustal levels of a LP/HT metamorphic belt the tectono-metamorphic events preceding the temperature peak, usually not preserved in the lower crustal portions, can be readily unravelled. The Hercynian Orogen of Western Europe is a well-documented example of a continental collision zone with widespread LP/HT metamorphism, intense crustal anatexis and granite magmatism. Owing to the exposure of a nearly continuous cross-section of the Hercynian continental crust, the Sila massif (northern Calabria) represents a favourable area to understand large-scale relationships between granitoids and LP/HT metamorphic rocks, and to discriminate regional LP/HT metamorphic events from contact metamorphic effects. Granulite-facies rocks of the lower crust and greenschist- to amphibolite-facies rocks of the intermediate-upper crust are separated by granitoids emplaced into the intermediate level during the late stages of the Hercynian orogeny. Up to now, advanced petrologic studies have been focused mostly in understanding P-T evolution of deeper crustal levels and magmatic bodies, whereas the metamorphic history of the shallower crustal levels is poorly constrained. The Hercynian upper crust exposed in Sila has been subdivided in two different metamorphic complexes by previous authors: the low- to very low-grade Bocchigliero complex and the greenschist- to amphibolite-facies Mandatoriccio complex. The latter contains favourable mineral assemblages in order to unravel the tectono-metamorphic evolution of the Hercynian upper crust. The Mandatoriccio complex consists mainly of metapelites, meta-arenites, acid metavolcanites and metabasites with rare intercalations of marbles and orthogneisses. Siliciclastic metasediments show a static porphyroblastic growth mainly of biotite, garnet, andalusite, staurolite and muscovite, whereas cordierite and fibrolite are less common. U-Pb ages and internal features of zircons suggest that the protoliths of the Mandatoriccio complex formed in a sedimentary basin filled by Cambrian to Silurian magmatic products as well as by siliciclastic sediments derived from older igneous and metamorphic rocks. In some localities, metamorphic rocks are injected by numerous aplite/pegmatite veins. Small granite bodies are also present and are always associated to spotted schists with large porphyroblasts. They occur along a NW-SE trending transcurrent cataclastic fault zone, which represents the tectonic contact between the Bocchigliero and the Mandatoriccio complexes. This cataclastic fault zone shows evidence of activity at least from middle-Miocene to Recent, indicating that brittle deformation post-dated the Hercynian orogeny. P-T pseudosections show that micaschists and paragneisses of the Mandatoriccio complex followed a clockwise P-T path characterised by four main prograde phases: thickening, peak-pressure condition, decompression and peak-temperature condition. During the thickening phase, garnet blastesis started up with spessartine-rich syntectonic core developed within micaschists and paragneisses. Coevally (340 ± 9.6 Ma), mafic sills and dykes injected the upper crustal volcaniclastic sedimentary sequence of the Mandatoriccio complex. After reaching the peak-pressure condition (≈4 kbar), the upper crust experienced a period of deformation quiescence marked by the static overgrowths of S2 by Almandine-rich-garnet rims and by porphyroblasts of biotite and staurolite. Probably, this metamorphic phase is related to isotherms relaxation after the thickening episode recorder by the Rb/Sr isotopic system (326 ± 6 Ma isochron age). The post-collisional period was mainly characterised by decompression with increasing temperature. This stage is documented by the andalusite+biotite coronas overgrown on staurolite porphyroblasts and represents a critical point of the metamorphic history, since metamorphic rocks begin to record a significant thermal perturbation. Peak-temperature conditions (≈620 °C) were reached at the end of this stage. They are well constrained by some reaction textures and mineral assemblages observed almost exclusively within paragneisses. The later appearance of fibrolitic sillimanite documents a small excursion of the P-T path across the And-Sil boundary due to the heating. Stephanian U-Pb ages of monazite crystals from the paragneiss, can be related to this heating phase. Similar monazite U-Pb ages from the micaschist combined with the lack of fibrolitic sillimanite suggest that, during the same thermal perturbation, micaschists recorded temperatures slightly lower than those reached by paragneisses. The metamorphic history ended with the crystallisation of cordierite mainly at the expense of andalusite. Consequently, the Ms+Bt+St+And+Sill+Crd mineral assemblage observed in the paragneisses is the result of a polyphasic evolution and is characterised by the metastable persistence of the staurolite in the stability fields of the cordierite. Geologic, geochronologic and petrographic data suggest that the thermal peak recorded by the intermediate/upper crust could be strictly connected with the emplacement of large amounts of granitoid magmas in the middle crust. Probably, the lithospheric extension in the relatively heated crust favoured ascent and emplacement of granitoids and further exhumation of metamorphic rocks. After a comparison among the tectono-metamorphic evolutions of the different Hercynian crustal levels exposed in Sila, it is concluded that the intermediate/upper crustal level offers the possibility to reconstruct a more detailed tectono-metamorphic history. The P-T paths proposed for the lower crustal levels probably underestimate the amount of the decompression. Apart from these considerations, the comparative analysis indicates that P-T paths at various crustal levels in the Sila cross section are well compatible with a unique geologic scenario, characterized by post-collisional extensional tectonics and magmas ascent.

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