Orientador : Dr. Otavio Augusto Boni Licht / Co-orientador : Profª. Drª. Eleonora M. G. Vasconcellos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 03/03/2016 / Inclui referências : f. 111-114-149-152 / Área de concentração: Geologia exploratória / Resumo: Amostras de calha de rochas do Grupo Serra Geral e de rochas sedimentares das formações Botucatu e Pirambóia e do Grupo Caiuá foram obtidas a partir da perfuração de oito poços verticais no Estado do Paraná. Sete desses poços constituem uma seção NE-SW que vai de Foz do Iguaçu a Bandeirantes, e dois deles formam uma seção NWSE que vai de Matelândia a Pato Branco. A profundidade dos poços varia entre 600 a 1.600 metros, sendo que cada amostra composta preparada representa 8 metros de perfuração nas rochas vulcânicas e 20 metros nas sedimentares, totalizando 999 amostras. Essas amostras foram analisadas no laboratório ACME, Canadá, em etapas anteriores, sendo pulverizadas para a determinação dos óxidos por fluorescência de raios X (FRX). Desse conjunto, 876 amostras também foram analisadas para a quantificação de 63 elementos químicos, incluindo elementos traço e ultra-traço, com uma combinação de técnicas que visou otimizar a sensibilidade e a precisão analítica. Com o intuito de validar esse banco de dados geoquímicos, 43 novas amostras compostas de fragmentos de basaltos maciços foram preparadas a partir das amostras de calha, em intervalos de 8 a 10 metros. Os fragmentos de rocha foram lavados com água deionizada em ultrassom e analisados no LAMIR para a determinação dos óxidos por FRX. Os dados geoquímicos de ambos os bancos de dados foram tratados com técnicas estatísticas com o intuito de verificar a existência de correlação entre os resultados analíticos de ambos os laboratórios. Desse modo, constatou-se que as análises previamente executadas são concordantes, embora algumas discrepâncias tenham sido identificadas. Para as interpretações litogeoquímicas, somente as rochas vulcânicas foram consideradas. Dentre essas, foram selecionadas somente aquelas com perda ao fogo menor que 2,5%, totalizando 604 amostras. Variações nas concentrações dos óxidos indicam evolução compatível com o fracionamento de uma assembleia gabroica. Ademais, três grupos geoquímicos são reconhecidos na área estudada pela variabilidade das concentrações de TiO2 e P2O5 e por suas afinidades geoquímicas. Basaltos de baixo Ti e baixo P derivados da Subprovíncia Sul encontram-se na base da sequência e contêm concentrações relativamente elevadas de SiO2, Al2O3, Na2O, Rb, Li, Cs, Th, U e Pb. Eles estão cobertos por basaltos de alto Ti e alto P derivados da Subprovíncia Centro-Norte e estão separados por um contato geoquímico brusco. Essas rochas de alto Ti e alto P são enriquecidas em K2O, Ba, F, Ga, Hf, Nb, Sr, Ta, Y, Zr e ETR. Elas evoluem gradualmente para rochas de baixo Ti e baixo P, que correspondem aos toleítos mais primitivos da sequência, pois possuem maiores teores de elementos compatíveis, como MgO, CaO, Cr, Ni, Pt e Pd. A princípio, parece estranho que as rochas enriquecidas em incompatíveis estejam presentes na base da Subprovíncia Centro-Norte enquanto as mais primitivas estão presentes no topo. Sugere-se que esse magma enriquecido resultou de processos de diferenciação que poderiam ter ocorrido nas partes mais superiores do reservatório magmático. Uma vez que esse magma evoluído tenha extravasado, magmas mais primitivos das porções mais profundas desse reservatório teriam extravasado em seguida. Palavras-chave: Vulcânicas básicas. Estratigrafia geoquímica. Província Ígnea do Paraná. / Abstract: Chip samples of rocks from the Serra Geral Group and of sedimentary rocks from the Botucatu and Pirambóia formations and from the Caiuá Group were obtained from the drilling of eight vertical boreholes in the State of Paraná. Seven of these boreholes form a NE-SW section that goes from Foz do Iguaçu to Bandeirantes and two of them form a NW-SE section that goes from Matelândia to Pato Branco. The depth of these boreholes varies between 600 to 1,600 meters, and each composite sample represents 8 meters of drilling in the volcanics and 20 meters in the sedimentary rocks, yielding 999 samples. These samples were chemically analyzed at ACME Labs, Canada, in previous studies, where they were pulverized for the determination of oxides by x-ray fluorescence (XRF). Among these, 876 samples were also analyzed for the determination of 63 analytical variables, including trace and ultra-trace elements, by utilizing a combination of techniques that aimed the optimization of analytical sensitivity and accuracy. In order to evaluate this geochemical database, 43 new composite samples of massive basalts were prepared from the chip samples in intervals of 8 to 10 meters. The rock fragments were washed in ultrasound with deionized water and their chemical analyses were performed at LAMIR for the determination of oxides by XRF. The geochemical data from both databases were treated with statistical techniques in order to verify the existence of correlation between the analytical results from both laboratories. Thus it was stated that the ACME analyses are concordant, although some discrepancies have been reported. For the lithogeochemical interpretation, only the volcanic rocks were considered. Among these, only the volcanics with loss on ignition less than 2.5% were selected, yielding 604 samples. Variations in the oxide compositions indicate an evolution compatible with the fractionation of a gabbroic assemblage. Furthermore, three geochemical groups of basalts are recognized in the studied area by the variability of TiO2 and P2O5 contents and by their geochemical affinities. Low-Ti and low-P basalts derived from the Southern Subprovince lie at the base of the sequence and contain relatively high concentrations of SiO2, Al2O3, Na2O, Rb, Li, Cs, Th, U and Pb. They are covered by high-Ti and high-P basalts derived from the Central-Northern Subprovince and are separated by a sharp geochemical boundary. These high-Ti and high-P rocks are enriched in K2O, Ba, F, Ga, Hf, Nb, Sr, Ta, Y, Zr and REE. They gradually change to low-Ti and low-P rocks, which correspond to the most primitive tholeiites in the sequence, since they have higher contents of almost all compatible elements, such as MgO, CaO, Cr, Ni, Pd and Pt. At first, it seems strange that incompatible enriched rocks are present at the base of the Central-Northern Subprovince while the most primitive samples are at the top of it. It is suggested that this enriched magma has resulted from differentiation processes that might have occurred in the uppermost levels of the reservoir. Once these evolved magma batches have erupted, more primitive magmas from the deeper parts would have erupted later. Key-words: Basic volcanics. Geochemical stratigraphy. Paraná Igneous Province

Resumo: Com o objetivo de relacionar os teores e características físicas dos minerais da fração argila com algumas propriedades físicas dos solos, foram estudadas duas classes de latossolos (LATOSSOLO BRUNO Ácrico húmico - LBw e LATOSSOLO VERMELHO Distroférrico húmico - LVdf), com diferentes estágios de intemperismo (oxídico e caulinítico) originários de rochas vulcânicas da Formação Serra Geral, no Estado do Paraná. Para cada classe de solo foi selecionada uma toposseqüência, onde foram analisadas amostras deformadas e indeformadas do horizonte B em diferentes posições na paisagem. Através de análises químicas e mineralógicas, observou-se que os minerais da fração argila foram compostos principalmente por caulinita (Ct), gibbsita (Gb), goethita (Gt) e hematita (Hm), em diferentes concentrações entre os latossolos e ao longo de cada toposseqüência. Além da posição no relevo, o teor de Si do material de origem influenciou nos teores dos minerais da fração argila. Por meio de análises físicas observou-se que as características associadas à estrutura do horizonte B foram marcadamente influenciada pela composição mineralógica da fração argila. A Hm, Gt e Gb foram responsáveis pela melhoria dos atributos físicos do LBw, conferindo ao solo aumento na macroporosidade, porosidade total (Pt) e redução na densidade do solo (Ds). Verificou-se influência oposta para a Ct. As correlações entre os atributos físicos e teores de Ct, Gb, Hm e Gt na fração argila não foram significativas para o LVdf. Aparentemente, os óxidos de Fe e Al de baixa cristalinidade foram mais importantes no incremento da macroporosidade e Pt dos horizontes do LVdf. O comportamento físico do solo foi comprovado pelo exame micromorfológico. No LBw à medida que aumentou o teor de caulinita e diminuiu o teor de óxidos de ferro e alumínio, a estrutura em blocos passou a predominar, tornando o solo mais denso. As propriedades cristalográficas dos minerais da fração argila apresentaram, de maneira geral, participação discreta nas propriedades físicas dos Latossolos.