Master of Science / Department of Geology / Kirsten Nicolaysen / The Kerguelen Archipelago and the submarine Northern Kerguelen Plateau consist primarily of basalt erupted by the intraplate Kerguelen hotspot. The exposed volcanic rocks are tholeiitic basalts (29 Ma) followed by lesser alkalic basalts, highly alkaline phonolites, and syenites (24 Ma). This study presents the mineralogy, isotopic and geochemical compositions of lavas (n=59) from a 650 m section exposed in the wall of a glacial valley at Trois Menestrels in the Kerguelen Archipelago. This basalt section, exposed south of the Cook Ice Cap and closest to the Raillier du Baty alkalic plutonic complex, is further south and west of previously studied basalts exposed on the Plateau Central. Results of 40Ar/39Ar dating show the Trois Menestrels lavas erupted approximately 25 Ma, approximately contemporaneously with other Plateau Central lavas and thus provide an opportunity to examine spatial compositional variations within the Kerguelen hotspot. Though the Trois Menestrels lavas are tholeiitic, The samples plot on the tholeiitic field at the stratigraphic section of Trois Menestrels, 80% of lavas from Mt. Tourmente are transitional to alkalic in the younger rocks (25.6 Ma). This sequence of tholeiitic to transitional to alkalic compositions is mirrored at Mt. Capitole and Mt. Marion Dufresne. Sr, Ba, Pb, Nb, Zr versus Nb plots show similar patterns across the Plateau Central and abundances overlap within error. Variations in isotopic composition reveal that Trois Menestrels is rather homogeneous compared to the other sections. A fundamental issue that derives from these results is the close relationship between these different rocks of the various region of the Plateau Central.

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

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