Submitted by Igor Matos (igoryure.rm@gmail.com) on 2017-01-31T13:33:54Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Newton Diego Couto do Nascimento.pdf: 10404936 bytes, checksum: fb842bb71d9f222883dbd33e72e27db8 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-01-31T14:04:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Newton Diego Couto do Nascimento.pdf: 10404936 bytes, checksum: fb842bb71d9f222883dbd33e72e27db8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-31T14:04:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Newton Diego Couto do Nascimento.pdf: 10404936 bytes, checksum: fb842bb71d9f222883dbd33e72e27db8 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / CAPES / O Migmatito Furna Azul foi primeiramente descrito como um ortognaisse bandado de composição tonalítica a granodiorítica pertencente a Suíte Intrusiva Serra do Baú e correlato ao Complexo Gnaisse Chiquitania na Bolívia. Os aspectos petrograficos e estruturais permitem classificar o migmatito como metatexitos transicionais, sendo possível distinguir fácies ricas em melanossoma de ricas em leucossoma. Enclaves anfibolíticos e injeções dioríticas ocorrem com frequência. A paragênese essencial dos metatexitos é constituída por quartzo, plagioclásio, feldspato alcalino, biotita e granada, que se orientam formando níveis hololeucocráticos e mesocráticos de melanossoma e leucossoma intercalados. Os enclaves são constituídos por hornblenda marron, plagioclásio, quartzo e clinopiroxênio, distribuídos em bandas concordantes com a estruturação dos metatexitos. Essa assembleia mineral, apesar de não diagnóstica, indica um pico metamórfico de fácies anfibolito alto. As injeções de dioritos são formadas por plagioclásio, feldspato alcalino e quartzo (< que 13%), tendo comumente biotita, granada, epidoto e monazita como acessórios. Em termos de evolução da deformação nota-se que os metatexitos e os enclaves foram intensamente deformados, enquanto que as injeções são discretamente foliadas, provavelmente sin a tardi cinemáticas. O padrão geoquímico sugere uma evolução crustal em dois estágios, primeiro houve a formação do protólito em 1,43 Ga, precoce a Orogenia San Ignácio, a partir do retrabalhamento de uma crosta orosiriana (1,9 Ga). Em um intervalo de 100 mil anos, ocorreu o metamorfismo de médio grau responsável pela fusão crustal e formação dos metatexitos durante o estágio colisional da Orogenia San Ignácio evidenciado também pela geração de estruturas típicas de migmatitos associados a cristalização das injeções dioríticas em torno de 1,34 Ga a partir da fusão de uma crosta continental mais jovem extraída do manto em 1,47 Ga. / The Migmatite Furna Azul was first described as a banded orthogneiss of tonalitic to granodioritic belonging to Intrusive Suite Serra do Bau correlate the Gneiss Complex Chiquitanía described in Bolivia. Petrographic and structural features to classify the migmatite as transitional metatexites, being possible to distinguish rich facies melanosome from another leucosome. Amphibolites enclaves and dioritics injections occur frequently. The essential paragenesis of metatexites consists of quartz, plagioclase, alkali feldspar, biotite and garnet, which are oriented forming hololeucocratics levels and mesocratic of melanosome and leucosome interspersed. The enclaves are made up of brown hornblende, plagioclase, quartz and clinopyroxene distributed in concordants bands with the structure of metatexites. This mineral assemblage, although not diagnostic, indicates a high peak metamorphic in the amphibolite facies. The diorites injections are composed of plagioclase, alkali feldspar and quartz (<13%) and commonly biotite, garnet, epidote and monazite as accessories. In terms of evolution of deformation note that the metatexites and enclaves were intensely deformed, while injections are slightly foliated, probably the sin and tardi cinematic. The geochemical pattern suggests a crustal evolution in two stages, first there was the formation of the protolith in 1.43 Ga, early to Orogeny San Ignacio, from the reworking of a orosirian crust (1.9 Ga). In an interval of 100,000 years, was the average degree of metamorphism responsible for crustal melting and forming of metatexites during the collisional stage of orogeny San Ignacio, also evidenced by the generation of migmatites of typical structures associated with crystallization of dioritics injections around 1.34 Ga, from the melting of the continental crust younger extracted from the mantle at 1.47 Ga.

O Complexo Máfico-Ultramáfico Mata Grande (CMG), localizado no município de São Sepé, porção NW do Escudo Sul-Rio-Grandense, é uma intrusão máfico-ultramáfica com cerca de 5 km2 que mantém contatos através de falhas normais com gnaisses do Complexo Cambaí ao SW e ao SE, e com as rochas sedimentares da Bacia do Paraná ao N. O contato com os xistos magnesianos e serpentinitos do Complexo Arroio Lajeadinho situados ao leste é intrusivo. Foram descritas três unidades de rochas cumuláticas: Unidade Máfica (UM), Unidade Ultramáfica (UUM) e Unidade Transicional (UT). A principal estrutura primária é um acamamento composicional/textural milimétrico a centimétrico e uma intercalação de camadas das unidades em escalas de afloramento e regional. As rochas da UM cristalizaram a partir da acumulação de cristais de plagioclásio e, em menor proporção, de olivina, além de fases minerais intercúmulus, que representam de 24% a 41% de líquido intersticial aprisionado nesta acumulação. Na UT, a acumulação de plagioclásio e olivina ocorreu em proporções muito próximas, com uma menor proporção do líquido aprisionado (cerca de 15%). As amostras da UUM evidenciam uma acumulação principal de olivina com plagioclásio intercúmulus mais uma proporção do líquido intersticial (20%). Todas as unidades do CMG são afetadas pelo metamorfismo de contato causado pelo Granito São Sepé, sob condições de temperatura equivalentes às das fácies albita-epidoto hornfels e hornblenda hornfels. Os dados de geoquímica em rocha total mostraram anomalias positivas de Ba e Sr e negativas de Nb para todas as amostras, indicando metassomatismo na fonte. O efeito da acumulação não exerce influência no comportamento destes elementos, tendo em vista a ausência de fases minerais com afinidade química para comportá-los. Os padrões de ETR são mais coerentes com trends cumuláticos. No entanto, a anomalia de Eu conspícua que ocorre nos cumulados de plagioclásio e mais acentuada nos cumulados de olivina sugere um enriquecimento prévio de Eu no magma. Os dados de U-Pb em zircões obtidos por LA-ICP-MS forneceram idades de zircões herdados das rochas (metavulcânicas do Complexo Bossoroca, 800-750 Ma; ortognaisses do Complexo Cambaí, 720 Ma; e granitóides da Suíte Lagoa da Meia-Lua, 680 Ma) e uma idade de cristalização magmática para o CMG (667.8 ± 3.3 Ma). Os dados de geoquímica e geocronologia favorecem a hipótese de um ambiente pós-colisional para a cristalização e colocação do Complexo Mata Grande. Processos de delaminação litosférica tais como slabbreakoff são sugeridos como fonte de calor para o magmatismo máfico pós-colisional. A placa oceanic partiu-se após a subducção abaixo do Arco de São Gabriel e a colisão com o Complexo Encantadas (2,2 Ga), um fragmento do Cráton Rio de La Plata, durante um periodo de extenso magmatismo juvenil associado à amalgamação do Supercontinente Godwana Ocidental. / The Mata Grande Mafíc-Ultramafic Complex (MGC), located at São Sepé municipality, NW portion of the Sul-Rio-Grandense Shield, is a 5 km2 mafic-ultramafic intrusion which maintains contacts by normal faults southwest with the gneisses of the Cambaí Complex and in north with the sedimentary rocks of the Paraná Basin. The contact southeast with magnesian schists and serpentinites of the Arroio Lajeadinho Complex is intrusive. Three cumulatic rock unities were described: Mafic Unit (MU), Ultramafic Unit (UMU) and Transicional Unit (TU). Preserved primary structures are composicional/textural millimetric to centimetric layering with no mineral lineation, outcrop scale intercalation and regional intercalation. UM rocks crystallized from accumulation of plagioclase crystals and, in less proportion, olivine crystals, and also from intercumulus phases, representing 24% - 41% of the interstitial trapped liquid in the accumulation. In UT, plagioclase and olivine accumulation occurred in very close proportions, with a minor trapped liquid proportion (~ 15%). UUM samples shows olivine principal accumulation with intercumulus plagioclase plus trapped liquid (20%). All CMG units are affected by contact metamorphism caused by São Sepé Granite, under albite-epidote hornfels and hornblende hornfels temperature conditions. Geochemical data are presented and Ba, Nb and Sr anomalies indicate previous metassomatism in the source. Accumulation effect on those anomalies is absent or has little influence, since there are no mineral phases capable to hold these elements in studied rocks. REE patterns are more consistent with cumulate trends. However, conspicuous Eu positive anomaly in the plagioclase cumulates and more accentuated in olivine accumulates suggests that there was an Eu enrichment in the magma. U-Pb zircon data obtained by in situ LA-ICP-MS yielded ages of inherited zircons from surrounding igneous and metamorphic rocks (Bossoroca Complex metavolcanic, 800- 750 Ma; Cambaí Complex orthogneiss, 720 Ma; and Lagoa da Meia-Lua Suite granitoids, 680 Ma) and a magmatic crystallization age for the MGC (667.8 ± 3.3 Ma). Either geochemical and isotope data allied with field relationships favor the hypothesis of a post-collisional environment for Mata Grande Complex crystallization and emplacement. Lithospheric delamination process such as slab-breakoff is suggested as source of heat for post-collisional mafic magmatism. The oceanic plate has broken down after subduction under São Gabriel Arc and its collision with 2,2 Ga Encantadas Complex, a Rio de La Plata Craton Fragment, in a extensive period of juvenile magmatism associated to Western Godwana Supercontinent amalgamation.

O Complexo Máfico-Ultramáfico Mata Grande (CMG), localizado no município de São Sepé, porção NW do Escudo Sul-Rio-Grandense, é uma intrusão máfico-ultramáfica com cerca de 5 km2 que mantém contatos através de falhas normais com gnaisses do Complexo Cambaí ao SW e ao SE, e com as rochas sedimentares da Bacia do Paraná ao N. O contato com os xistos magnesianos e serpentinitos do Complexo Arroio Lajeadinho situados ao leste é intrusivo. Foram descritas três unidades de rochas cumuláticas: Unidade Máfica (UM), Unidade Ultramáfica (UUM) e Unidade Transicional (UT). A principal estrutura primária é um acamamento composicional/textural milimétrico a centimétrico e uma intercalação de camadas das unidades em escalas de afloramento e regional. As rochas da UM cristalizaram a partir da acumulação de cristais de plagioclásio e, em menor proporção, de olivina, além de fases minerais intercúmulus, que representam de 24% a 41% de líquido intersticial aprisionado nesta acumulação. Na UT, a acumulação de plagioclásio e olivina ocorreu em proporções muito próximas, com uma menor proporção do líquido aprisionado (cerca de 15%). As amostras da UUM evidenciam uma acumulação principal de olivina com plagioclásio intercúmulus mais uma proporção do líquido intersticial (20%). Todas as unidades do CMG são afetadas pelo metamorfismo de contato causado pelo Granito São Sepé, sob condições de temperatura equivalentes às das fácies albita-epidoto hornfels e hornblenda hornfels. Os dados de geoquímica em rocha total mostraram anomalias positivas de Ba e Sr e negativas de Nb para todas as amostras, indicando metassomatismo na fonte. O efeito da acumulação não exerce influência no comportamento destes elementos, tendo em vista a ausência de fases minerais com afinidade química para comportá-los. Os padrões de ETR são mais coerentes com trends cumuláticos. No entanto, a anomalia de Eu conspícua que ocorre nos cumulados de plagioclásio e mais acentuada nos cumulados de olivina sugere um enriquecimento prévio de Eu no magma. Os dados de U-Pb em zircões obtidos por LA-ICP-MS forneceram idades de zircões herdados das rochas (metavulcânicas do Complexo Bossoroca, 800-750 Ma; ortognaisses do Complexo Cambaí, 720 Ma; e granitóides da Suíte Lagoa da Meia-Lua, 680 Ma) e uma idade de cristalização magmática para o CMG (667.8 ± 3.3 Ma). Os dados de geoquímica e geocronologia favorecem a hipótese de um ambiente pós-colisional para a cristalização e colocação do Complexo Mata Grande. Processos de delaminação litosférica tais como slabbreakoff são sugeridos como fonte de calor para o magmatismo máfico pós-colisional. A placa oceanic partiu-se após a subducção abaixo do Arco de São Gabriel e a colisão com o Complexo Encantadas (2,2 Ga), um fragmento do Cráton Rio de La Plata, durante um periodo de extenso magmatismo juvenil associado à amalgamação do Supercontinente Godwana Ocidental. / The Mata Grande Mafíc-Ultramafic Complex (MGC), located at São Sepé municipality, NW portion of the Sul-Rio-Grandense Shield, is a 5 km2 mafic-ultramafic intrusion which maintains contacts by normal faults southwest with the gneisses of the Cambaí Complex and in north with the sedimentary rocks of the Paraná Basin. The contact southeast with magnesian schists and serpentinites of the Arroio Lajeadinho Complex is intrusive. Three cumulatic rock unities were described: Mafic Unit (MU), Ultramafic Unit (UMU) and Transicional Unit (TU). Preserved primary structures are composicional/textural millimetric to centimetric layering with no mineral lineation, outcrop scale intercalation and regional intercalation. UM rocks crystallized from accumulation of plagioclase crystals and, in less proportion, olivine crystals, and also from intercumulus phases, representing 24% - 41% of the interstitial trapped liquid in the accumulation. In UT, plagioclase and olivine accumulation occurred in very close proportions, with a minor trapped liquid proportion (~ 15%). UUM samples shows olivine principal accumulation with intercumulus plagioclase plus trapped liquid (20%). All CMG units are affected by contact metamorphism caused by São Sepé Granite, under albite-epidote hornfels and hornblende hornfels temperature conditions. Geochemical data are presented and Ba, Nb and Sr anomalies indicate previous metassomatism in the source. Accumulation effect on those anomalies is absent or has little influence, since there are no mineral phases capable to hold these elements in studied rocks. REE patterns are more consistent with cumulate trends. However, conspicuous Eu positive anomaly in the plagioclase cumulates and more accentuated in olivine accumulates suggests that there was an Eu enrichment in the magma. U-Pb zircon data obtained by in situ LA-ICP-MS yielded ages of inherited zircons from surrounding igneous and metamorphic rocks (Bossoroca Complex metavolcanic, 800- 750 Ma; Cambaí Complex orthogneiss, 720 Ma; and Lagoa da Meia-Lua Suite granitoids, 680 Ma) and a magmatic crystallization age for the MGC (667.8 ± 3.3 Ma). Either geochemical and isotope data allied with field relationships favor the hypothesis of a post-collisional environment for Mata Grande Complex crystallization and emplacement. Lithospheric delamination process such as slab-breakoff is suggested as source of heat for post-collisional mafic magmatism. The oceanic plate has broken down after subduction under São Gabriel Arc and its collision with 2,2 Ga Encantadas Complex, a Rio de La Plata Craton Fragment, in a extensive period of juvenile magmatism associated to Western Godwana Supercontinent amalgamation.

A partir de mapeamento geológico, análises petrográficas, geoquímicas, geocronológicas e microestruturais em rochas metavulcânicas e metassedimentares, foi possível reconhecer duas sucessões de rochas metassedimentares - metavulcânicas de fácies xisto verde no sudoeste do Terreno Apiaí no cinturão Ribeira (entre Itapeva e Ribeirão Branco, SP): o Grupo Itaiacoca e a Formação Bairro dos Prestes. O Grupo Itaiacoca, datado pelo método U-Pb em zircão, apresentou idades neoproterozoicas entre 602,7 ± 24 (metabasito) e 613,4 ± 9,6 Ma (metatufo). É constituído por uma sucessão de metargilitos, filitos e quartzitos de granulação fina (Formação Água Nova), intercalados com metacalcários calcíticos e dolomíticos com estruturas estromatolíticas e pequenas camadas de tufo metavulcânico (Formação Bairro dos Campos) em contato transicional com rochas metabásicas, metadolomitos, e talco xisto e clorita xisto (Suíte Metabásica da Fazenda Velha) com quartzitos maciços (Formação Serra dos Macacos) sobrepondo todas as unidades. Com base na caracterização geoquímica, as metabásicas com assinaturas toleíticas e calci-alcalinas possuem padrões de manto tipo MORB com contribuição de componentes de subdução típicos de basaltos de bacias de retroarco. A Formação Bairro dos Prestes foi depositada entre 1761 ± 14 e ~ 1800 Ma (datada pelo metodo U-Pb SHRIMP em zircão de metariodacito e metavulcanossedimentar, respectivamente). A formação é composta por filitos, localmente com estruturas amigdaloides, em contato transicional com quartzitos de granulação fina a média, com camadas subordinadas de metaconglomerados e rohas metavulcânicas félsicas com assinatura calci-alcalina de alto K. Na área de estudo também estão presentes as rochas sedimentares paleozoicas do Grupo Itararé, os metarenitos quartzo-feldspáticos ediacaranos de granulação grossa da margem direita do rio Apiaí-Guaçu, a suite granítica ediacarana Três Córregos e o Complexo paleoproterozoico Apiaí Mirim. O Complexo Apiaí Miriam compreende paragnaisses e quartzitos micáceos de granulação média a grossa afetados por metamorfismo de fácies anfibolito, enquanto a Suite Granítica Três Córregos é constituída por monzogranitos porfiríticos e sienogranitos subordinados. A idade máxima de deposição obtida pelo método U-Pb LA-ICP-MS em zircões detríticos do Metarenito Apiaí-Guaçu foi de 588,4 ± 1,8 Ma, o que permite correlacioná-la com as bacias da fase de transição do ciclo Brasiliano. O arranjo estrutural compreende acamamento sedimentar (So) e três foliações tectônicas (Sn, Sn+1 e Sn+2). A foliação principal (Sn) é caracterizada por xistosidade ou clivagem ardosiana, geralmente paralelas a So, apresentando direções NE-SW e mergulhos elevados. Os planos Sn são deformados pelas clivagens de crenulação Sn+1 e Sn+2. A foliação Sn+1 está associada a dobras apertadas com planos axiais com direção NW desenvolvidas nos quartzitos, nas sequências metavulcanossedimentares e rochas pelíticas, enquanto a folição Sn+2 associa-se como dobras abertas com planos axiais com direção NE nos quartzitos e filitos. A área de estudo também é afetada por falhas NNW-SSE e NNE-SSW. A análise microestrutural realizada em amostras da Formação Bairro dos Prestes e do Complexo Apiaí Mirim através de técnicas de Orientação Preferencial de Forma (OPF) e Orientação Cristalográfica Preferencial (OCP), indica uma forma oblata para o elipsoide de deformação finita com planos XY na direção NE-SW e X-direções com alta obliquidade, correlacionadas com os dados estruturais medidos em campo. As temperaturas de deformação calculadas a partir do ângulo de abertura das estruturas dos eixos-c variam de 531 ° C - 593 ° C a 613 ° C -703 ° C. Foram influenciadas pela presençia de água e pelos processos de dissolução, sendo por vezes maior que as temperaturas indicadas pelas associações minerais metamórficas (fácies xisto verde). As temperaturas de deformação também exibem um gradiente regional, com as temperaturas mais altas a sul e mais baixas a norte. Um regime transpressivo com predominância de cisalhamento puro é sugerido com base na forma oblata e nas altas obliquidades dos eixos X do elipsoide de deformação finita. O contexto geológico, os dados geocronológicos e geoquímicos sugerem que o Grupo Itaiacoca e a Formação Bairro dos Prestes podem ser correlacionados às formações Pirapora do Bom Jesus e Boturuna do Grupo São Roque. O Grupo Itaiacoca é interpretado como depositado em uma bacia de retroarco associada ao oceano Adamastor, provavelmente representando uma sutura ediacarana entre o Terreno Apiaí e o Craton Paranapanema. / Field geological mapping, petrographic, geochemical, geochronological and microestrutural analysis obtained from metavolcanic and metasedimentary rocks led to the recognition of two greenschist facies metasedimentary-metavolcanic rock successions in Southwest of Apiaí Terrane in Ribeira belt (between Itapeva and Ribeirão Branco, SP): the Itaiacoca Group and Bairro dos Prestes Formation. The Itaiacoca Group dated by U-Pb method in zircon yield Neoproterozoic ages of 602.7 ± 24 (metabasite) and 613.5 ± 9.6 Ma (metatuff), it is constitute by a succession of metamudstone, phyllites and fine-grained quartzites (Água Nova Formation), intercalated with calcitic and dolomitic metalimestone with stromatolite structures and small beds of metatuff (Bairro dos Campos Formation) in transition contact with metabasites, metadolomites, talc schists and chlorite schists (Fazenda Velha Metabasic Suite), and massive quartzites (Serra dos Macacos Formation) overlapping all the units. Based on geochemistry characterization, the metabasites with tholeiitic and calc-alkaline signatures have patterns of MORB-type mantle with contribution of subduction components typically of back-arc basin basalts. The Bairro dos Prestes Formation was deposited between 1761 ± 14 and ~1800 Ma (Zircon SHRIMP U-Pb data of metarhyodacite and metavolcanosedimentary rock, respectively), it is composed of phyllites sometimes with amygdaloid structures in transitional contact with fine to medium grained-quartzites and restricted metaconglomerate and felsic metavolcanic rocks with high-K calc-alkaline signature. In the study area is also present the flat-lying sedimentary rocks of the Paleozoic Itararé Group, the Ediacaran fine to coarse-grained feldspathic quartz metasandstones of the Apiaí-Guaçu metasandstone, the Três Córregos Granitic Suite and the Paleoproterozoic Apiaí Mirim Complex. The Apiaí Miriam Complex comprises paragneiss and medium to coarse grained micaceous quartzite affected by amphibolite facies metamorphism, while the Três Córregos Granitic Suite consists of porphyritic monzogranite and subordinate sienogranite. The maximum depositional age calculated by U-Pb ICPMS- LA of detrital zircons of the Apiaí-Guaçu metasandstone was 588.4±1.8 Ma which allows to correlate it with the transition stage basins of the Brasiliano Cycle. The structural arrangement comprises relict bedding (So), and three tectonic foliations (Sn, Sn+1 and Sn+2). The main foliation (Sn) is characterized as a schistosity or slaty cleavage, generally parallel to So, presenting NE-SW strikes and steep dips, and it is deformed by Sn+1 and Sn+2 crenulation cleavages. The Sn+1 is associated with tight folds with NW axial-planes in quartzite metavolcanosedimentary and pelitic sequence, and the Sn+2 with open folds with NE axial-planes in quartzite and phyllite rocks. The study area is also affected by NNW-SSE and NNE-SSW faults. The microstructural analysis was performed in samples of Bairro dos Prestes Formation and Apiaí Mirim Complex through Shape Preferential Orientation (SPO) and Lattice Preferred Orientation (LPO) techniques, determinate an oblate shape for the finite strain ellipsoid with XY planes with NE-SW strike and X-directions with high rake, correlated with the structural data measured in field. The deformation temperatures calculated from opening-angle of c-axis structures vary from 531°C-593°C to 613°C-703°C, they were influenced by water weakling and solution-transfer process, being sometimes higher that the temperatures indicated by the metamorphic mineral assemblages (facies greenschists). The deformation temperatures also display a spatial gradient, in the south the highest temperatures are present, while in the north, the lowest temperatures were calculated. A transpressive regime with predominance of pure shear is suggested based on the oblate shape and high rake X axis of the finite strain ellipsoid. The geological context, geochronological and geochemical data suggest that the Itaiacoca Group and Bairro dos Prestes Formation can be correlated with Pirapora do Bom Jesus and Boturuna formations of São Roque Group. The Itaiacoca Group is interpreted as arc-back-arc basin system is associated with the large Adamastor Ocean, and probably represents an Ediacaran suture zone between the Apiaí Terrane and the Paranapanema Craton.

Geologically-constrained inversion of geophysical data is a powerful method for predicting geology beneath cover. The process seeks 3D physical property models that are consistent with the geology and explain measured geophysical responses. The recovered models can guide mineral explorers to prospective host rocks, structures, alteration and mineralisation. This thesis provides a comprehensive analysis of how the University of British Columbia Geophysical Inversion Facility (UBC–GIF) gravity and magnetic inversions can be applied to subsurface mapping and exploration by demonstrating the necessary approach, data types, and typical results. The non-uniqueness of inversion demands that geological information be included. Commonly available geological data, including structural and physical property measurements, mapping, drilling, and 3D interpretations, can be translated into appropriate inversion constraints using tools developed herein. Surface information provides the greatest improvement in the reliability of recovered models; drilling information enhances resolution at depth. The process used to prepare inversions is as important as the geological constraints themselves. Use of a systematic workflow, as developed in this study, minimises any introduced ambiguity. Key steps include defining the problem, preparing the data, setting inversion parameters and developing geological constraints. Once reliable physical property models are recovered they must be interpreted in a geological context. Where alteration and mineralisation occupy significant volumes, the mineralogy associated with the physical properties can be identified; otherwise a lithological classification of the properties can be applied. This approach is used to develop predictive 3D lithological maps from geologically-constrained gravity and magnetic inversions at several scales in the Agnew-Wiluna greenstone belt in Australia’s Yilgarn Craton. These maps indicate a spatial correlation between thick mafic-ultramafic rock packages and gold deposit locations, suggesting a shared structural control. The maps also identify structural geometries and relationships consistent with the published regional tectonic framework. Geophysical inversion provides a framework into which geological and geophysical data sets can be integrated to produce a holistic prediction of the subsurface. The best possible result is one that cannot be dismissed as inconsistent with some piece of geological knowledge. Such a model can only be recovered by including all available geological knowledge using a consistent workflow process. / Science, Faculty of / Earth, Ocean and Atmospheric Sciences, Department of / Graduate

The Pacific Rim Terrane in British Columbia is a group of fault-bound forearc metasedimentary and metaigneous rocks subcreted to Wrangellia, comprising three lithological units: the Leech River Complex (LRC), the Pandora Peak Unit (PPU), and the Pacific Rim Complex. Of these three, the LRC and PPU were subject to an elevated thermal metamorphic event which locally overprinted typical low temperature, medium pressure forearc assemblages with low greenschist through amphibolite facies assemblages. The field study shows that biotite, garnet and staurolite isograds occur concentrically in the LRC, centered on the Leech River fault, which separates the Pacific Rim Terrane from the underlying Metchosin Igneous Complex of the Crescent terrane. Local thermal overprint in the PPU is sub-biotitic and is characterized by local replacement of prehnite-pumpellyite and lawsonite-bearing assemblages with muscovite ± chlorite. Multi-method geothermobarometry shows peak metamorphic temperatures from ~230 °C in the northern PPU to ~600 °C near the Leech River fault at ~4 kbar, and isotherms are continuous across the LRC-PPU boundary. The interfoliated Tripp Creek metabasites and Eocene Walker Creek intrusions do not control the distribution of isotherms, and syn-metamorphic felsic sills rarely have contact aureoles. Intercalated metabasites show two distinct rare earth element (REE) patterns, including NMORB-like light REE depletion among most Tripp Creek metabasites, and light REE enrichment in PPU metabasites. The lack of thermal aureoles associated with metabasites, and interlayered garnetite bands with negative Ce-anomalies attributed to seafloor hydrothermal processes, suggest the Tripp Creek metabasites are not syn-metamorphic sills and formed prior to accretion. The subcretion of then recently formed oceanic crust belonging to the Crescent terrane is identified as the probable cause of anomalously high temperature forearc conditions, as well as possible proximity to an Eocene mid ocean ridge. The high temperature metamorphic rocks in the Pacific Rim Terrane document the conversion of inherited primary pyrite to pyrrhotite in carbonaceous metasediments. S-inclusive pseudosections for LRC protoliths predict a low temperature (<420 °C) narrow pyrite desulfidation window that produces pyrrhotite and releases negligible S to the fluid phase. Conversely, sulfide petrography in the LRC shows pyrite can persist up to ~550 °C as inclusions in andalusite and staurolite porphyroblasts, as well as possibly in the rock matrix. S contents in carbonaceous pelites show a marked reduction at medium grade, associated with a dearth of visible sulfide in LRC phyllites. Sluggish pyrite desulfidation, pyrrhotite desulfidation, and terrane-scale S mobility are interpreted as the driver for mobility of intra-terrane sourced Au, leading to the formation of a hypozonal orogenic Au deposit in the central LRC. / Graduate / 2022-06-11

The kinematics and architecture of orogenic systems may be heavily influenced by climate, but little research has focused on the long-term effects of glacial erosion on orogenesis. Low-temperature thermochronometry and subsidiary structural, earthquake relocation, and offshore seismic reflection data from the St. Elias orogen are the basis for a new architectural model and demonstrate an association between glacial denudation and orogenic evolution. These data show that exhumation and deformation within the St. Elias orogen are focused across a thin-skinned fold and thrust belt on the windward flank, whereas the leeward flank functions as a deformational backstop. A previously unrecognized structure beneath the Bagley ice field separates these domains with south-side-up motion. This structure is interpreted to be a backthrust, making the orogen doubly-vergent. Suggestive of accelerated fault motion in response to climate change, bedrock cooling rates within the hanging wall of the backthrust and across the entire subaerial wedge accelerated ~ten-fold coeval with the onset of intense glacial conditions. Within the orogenic wedge, the zone of highest Quaternary exhumation (5 km/myr (±25%)) is focused around a narrow zone where the glacial equilibrium line altitude (ELA) intersects mean topography. This zone of rapid exhumation, not present prior to the onset of intense glacial conditions, cuts across the structural trend of the orogen and is more narrowly focused than the zone of orographic precipitation. Augmented glacial erosion around glacial ELA also coincided with a regional shift in deformation away from prominent forethrusts including the North American-Yakutat terrane suture (Chugach St. Elias fault) and the seaward deformation front (Pamplona zone). Accelerated denudation across the subaerial wedge thus appears to have forced the redistribution of strain along the backthrust and a series of forethrusts that lie beneath the zone of highest glacial flux, which in turn are systematically truncated by the backthrust. In a cause and effect response, the expansion of glaciers therefore appears to have resulted in an orogen scale structural reorganization and a narrowing of the orogenic wedge to preserve topographic slope. The focusing of long-term erosion around glacial ELA and the structural response of the orogenic wedge to Cenozoic climate change have not previously been observed in a real-world orogenic system and imply a high degree of coupling between climate and tectonics in this glacially-dominated orogen. / Ph. D.

A Sierra de Umango está localizada na porção ocidental da Província de La Rioja, no noroeste argentino. Situa-se na região do \"Pampean Flat-slab\" dos Andes Centrais e conforma um conjunto de blocos do embasamento, soerguidos e rotacionados no Cenozóico, denominado de Sierras Pampeanas Ocidentais. As Sierras Pampeanas Ocidentais são caracterizadas por rochas meta-ígneas de idade mesoproterozóica grenvilliana e unidades metassedimentares metamorfisadas no Ordoviciano, e são interpretadas como parte do Terreno Composto Cuyania. As rochas metamórficas da região de Umango são limitadas a oeste por rochas sedimentares devonianas da Pré-Cordilheira, e a leste por rochas ígneas e sedimentares do Sistema Famatina. A descrição litológica e a análise estrutural das rochas da Sierra de Umango possibilitaram propor um modelo de evolução estrutural para a região. Seis unidades geológicas foram diferenciadas: i- unidade do embasamento de idade mesoproterozóica, Ortognaisses Juchi, ii- Unidades Metassedimentares Tambillo e iii- Tambillito, iv- Granito El Peñon, Ordoviciano sincolisional, v- Unidade de Rochas Metabásicas El Cordobés, vi- granitos tardi a póscolisionais Los Guandacolinos e Cerro Veladero. No evento tectônico colisional Ordoviciano, caracterizado por um sistema de nappes e zonas de cisalhamento, foram reconhecidas três fases deformacionais (D1, D2 e D3). A fase D1 corresponde provavelmente ao estágio do metamorfismo progressivo, D2 apresenta condições P-T próximas ao pico metamórfico e a fase D3, de dobras apertadas a recumbentes com foliação plano-axial S3, freqüentemente associada a falhas inversas, registra o estágio retrogressivo do metamorfismo. A estrutura metamórfica principal das rochas é uma foliação de transposição S2, ou uma foliação milonítica. Relíquias de foliação S1 são reconhecidas, principalmente, em núcleos de porfiroblastos intercinemáticos de granada e estaurolita, sugerindo a progressão contínua das fases D1 e D2. O metamorfismo ordoviciano alcançou condições de fácies anfibolito superior a granulito em regimes de média a alta pressão. A estrutura está caracterizada por klippen dos Ortognaisses Juchi sobre a Unidade Tambillo, transportadas para S-SW e limitada, a oeste, por uma zona de cisalhamento lateral dextral (Zona de Cisalhamento Cerro Cacho - Puntilla), como rampa lateral. Esse quadro estrutural está relacionado à colisão oblíqua do Terreno Cuyania, subductado sob a protomargem de Gondwana. O sentido de subducção para NE foi inferido com base na cinemática de extrusão sinmetamórfica, registrada nas nappes (topo para S-SW) e na Zona de Cisalhamento Cerro Cacho - Puntilla. Pelo menos dois eventos posteriores deformaram as estruturas pré-existentes. A fase deformacional D4 corresponde a um dobramento normal, com comprimento de onda na ordem de 10 km, orientado N-S. São dobras cilíndricas que deformaram a foliação S2 e associam-se a zonas de cisalhamento discretas. O padrão cilíndrico e os eixos subhorizontais das dobras D4 pressupõem a orientação horizontal a subhorizontal para as estruturas pré-existentes, principalmente S2. As dobras D4 são responsáveis pela preservação sinformal das klippen Juchi e Água La Falda. A foliação, em estado sólido, presente no Granito Los Guaundacolinos é paralela ao plano axial destas dobras. Essa deformação corresponde à tectônica Chanica, na interface entre o Devoniano e o Carbonífero. Dobras D5, de eixo com orientação E-W, deformam o conjunto das estruturas e podem estar vinculadas ao soerguimento durante o Ciclo Andino. / The Sierra de Umango is located at the occidental portion of La Rioja Province, northwestern Argentina. It is part of basement blocks, uplifted and rotated in the Cenozoic times, called Western Sierras Pampeanas. This region is situated in the Pampean Flat-slab of the Central Andes. Meta-igneous rocks of grenvillian mesoproterozoic age and metasedimentary units metamorphosed in the Ordovician times, characterize the Western Sierras Pampeanas. These rocks are interpreted as a part of Cuyania Composite Terrane. In the region of the Sierra de Umango, the Western Sierras Pampeanas are limited on the west by Devonian sedimentary rocks of Precordillera, and by igneous and sedimentary rocks of Famatina System on the east. The lithological description and structural analysis of rocks from Sierra de Umango enable to propose a structural evolution model for the region. Six geological units were distinguished: i- the basement unit Juchi Ortogneisses of mesoproterozoic age, iimetasedimentary units Tambillo and iii- Tambillito, iv- Ordovician sin-collisional El Peñon Granite, v- El Cordobés metamafic rocks unit; vi- late to post-collisional Los Guandacolinos and Cerro Veladero granites. The Ordovician collisional event is characterized by a nappe system and shear zones, and the rocks affected by this event show three deformational phases (D1, D2 and D3). D1 phase corresponds probably to the progressive metamorphic stage; D2 exhibits P-T conditions close to metamorphic peak; and D3 phase, of tight to recumbent folds with S3 axial plane foliation which is often related to thrust faults, records the retrogressive metamorphic stage. The main metamorphic structure of Umango´s rocks is a transposition foliation S2 or a mylonitic foliation. The relics of S1 are recognized, mainly, in cores of interkinematics porphyroblasts of garnet and staurolite, suggesting a continuous progression from D1 to D2. The Ordovician metamorphism reached granulite to upper amphibolite facies conditions in a medium to high pressure regime. The general structure is characterized by Juchi Ortogneisses klippen which was overthrust onto Tambillo Unit, in a S-SW sense, and it is limited, on west, by a right lateral shear zone (Cerro Cacho - Puntilla Shear Zone), as a lateral ramp. This structural pattern is related to the oblique collision of Cuyania Terrane, subducted underneath to the proto-Andean margin of Gondwana. The subduction sense to NE was inferred from the sin-metamorphic extrusion, registered on the nappes (top to S-SW) and on the Cerro Cacho - Puntilla Shear Zone. At least two latest events deformed the earlier structures. The D4 deformacional phase corresponds to a normal folding, with wavelenght at about 10 km, with N-S orientation. They are cylindrical folds which modified de S2 surface and are associated to discrete shear zones. The cylindrical pattern and the subhorizontal axes of the D4 folds presuppose that S2 were, originally, flat-lying surfaces. D4 folds are responsible for preserving the sinformal Juchi and Água La Falda klippen. The solid state foliation described in the Los Guandacolinos Granite is parallel to the D4 axial planes. This deformation corresponds to the Chanica Tectonic, on the interval between Devonian and Carboniferous times. D5 folds, with E-W oriented axes, deform the structures set and could be associated with the uplifting during the Andean Cycle.

As sub-bacias Rincón Blanco e Cerro Puntudo são depocentros pertencente à parte norte da Bacia de Cuyo, que está exposta em um terreno alóctone da Pre- Cordilheira, Andes Centrais, Argentina. Este terreno é descrito como parte do Supercontinente Laurentia, que foi adicionado ao protomargin Gondwana durante o Oroviciano. A bacia, que é um rifte Triássico, foi preenchida predominantemente de sedimentos clásticos e material vulcânico, vulcanclástico e piroclástico em ambiente continental, e é composta de vários meio-grabens assimétricos conectados por zonas de acomodação. Análises isotópicas de UPb e Lu-Hf em zircão foram realizadas nas unidades do embasamento, rochas vulcanoclásticas rochas e tufos de ambas as sub-bacias triássicas. O embasamento, representado por rochas vulcânicas andesíticas, foi datado em 269,9 ± 2,9 Ma com idades modelo de Hf de 1,34 a 1,60 bilhões de anos (Ga). As rochas vulcanoclásticas são compostas por zircões com idades de 238 a 1433 milhões de anos (Ma), com moda principal no Permiano-Triássico e Esteniano (1,0 a 1,2 Ga). Riolito e tufos triássicos formaram-se entre 246 e 230 Ma e têm idades modelo Hf variando de 1,02 a 1,50 Ga. Assim, as rochas vulcanoclásticas presentes apresentam dominantemente idades mesoproterozóicas, as quais são correlacionados ao Evento Grenviliano. Alguns grãos de zircão mostram idades modelo Hf paleoproterozóicas, que são interpretadas como sugestiva proveniência do Supercontinente Gondwana. A presença de idades mesoproterozoica dominante sugere que o magmatismo ácido associado a Bacia do Cuyo e o próprio Terreno Alóctono Cuyano tenha um embasamente Grenviliano. / The sub-basins Rincón Blanco and Cerro Puntudo are depocenter belonging to the northern part of the Cuyo Basin, exposed in an allochthonous terrane of Laurentia that was added to the Gondwana protomargin and now exposed in the Precordillera Argentina. The rift basin was filled predominantly of pyroclastic and continental clastic sediments, and is composed of many asymmetric grabens half-linked by accommodation zones. U-Pb and Lu-Hf zircon isotope analyses were carried out in the basement units and volcanoclastic rocks and tuffs of both Triassic sub-basins. Basement rocks were dated at 269.9±2.9 Ma with Hf model ages 1.34 to 1.60 Ga. The volcanoclastic rocks contain zircons crystallized from 238 Ma to 1433 Ma with main peak at Permian-Triassic and Stenian (1.0 to 1.2 Ga). The Triassic rhyolite and tuffs formed between 246 and 230 Ma and have Hf model ages ranging from 1.02 to 1.50 Ga. Indeed, the volcanoclastic rocks present dominant Mesoproterozoic ages, mostly correlated to the Grenvillian. Some zircon grains show Hf Paleoproterozoic model ages which are interpreted to be part of Gondwana cratonic areas. The presence of dominant Mesoproteorzoic favored the hypotheses of a Grevillian basement for the related acid magmatism of the Cuyo Basin and allocthonous Cuyan Terrane.

Le continent nord-américain présente sur sa bordure Pacifique un domaine constitué par l'accrétion du Paléozoïque supérieur au Cénozoïque de fragments lithosphériques : les Cordillères nord-américaines. Ces fragments lithosphériques sont caractérisés par des séquences volcaniques d'arc ou de bassin océanique. Les séquences volcaniques d'arc du Paléozoïque supérieur et du Trias ont longtemps été considérées comme un seul arc. Depuis une dizaine d'années, des équipes françaises ont montré que les séquences d'arc du Paléozoïque et du Trias des Klamath orientales et de Sierra Nevada (Californie du Nord) étaient établies respectivement sur une lithosphère océanique et un bloc continental. Dans le Nevada occidental, les séquences d'arcs du Paléozoïque supérieur affleurent dans deux régions distinctes : Black Rock Desert et Excelsior Mountains. Dans le Black Rock Desert, la séquence permo-triasique de Bilk Creek ressemble en tout point à celle * des Klamath orientales et des Blue Mountains. Il s'agit d'un magmatisme d'arc permo-triasique continu, reposant sur des calcaires permiens inférieurs à affinité téthysienne. Ce magmatisme dériverait d'une source mantellique de type-MORB. Dans les Excelsior Mountains, la formation Black Dyke est constituée de laves et de pyroclastites recouvertes en concordance par des turbidites volcanoclastiques. Cette activité volcanique se produit au Permien inférieur autour de 276 Ma. Ce magmatisme d'arc présente de nombreuses similitudes avec celui de Sierra Nevada. Dans les deux cas, il s'agit d'un magmatisme exclusivement Permien, caractérisé par : (i) des roches volcaniques calco-alcalines; et (ii) de faibles valeurs d'eNd (T=275Ma) comprisent entre -11 et +5,5. Cet arc est séparé du continent nord-américain par un domaine océanique, le bassin de Golconda. En Sierra Nevada, cet arc paléozoïque est établi sur une séquence sédimentaire du Palézoïque inférieur tectonisée. Les faibles valeurs de l'eNd(T) des roches magmatiques de Sierra Nevada et des Excelsior Mountains suggèrent que les magmas dérivent d'une source mantellique, contaminée par une vieille croûte continentale, probablement protérozoïque. Ces magmas subissent au cours de leur remontée et leur stockage dans des chambres des assimilations de matériel crustal lors de leur fractionnement et de leur cristallisation. Le Paléozoïque supérieur volcanique et sédimentaire d'arc de Sierra Nevada et des Excelsior Mountains est plissé, puis recouvert en discordance par des sédiments respectivement du Trias ou du Jurassique. Ces déformations et cette discordance sont liées à la phase orogénique Sonoma, induite par la collision de cet arc avec la marge nord-américaine. Après l'accrétion de cet arc, un magmatisme calco-alcalin à shoshonitique se développe au Trias en bordure du craton. Sa diversité reflète vraisemblablement des variations dans la nature et l'épaisseur de de la croûte qui forme la marge occidentale cratonique américaine et sur laquelle s'édifie cet arc de type andin.