Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-05T19:11:53Z No. of bitstreams: 1 TESE_GeologiaPetrogêneseCorpos.pdf: 34815703 bytes, checksum: 5f78a79a4781ba50adc900984452398f (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: Não conseguiu colocar o resumo? on 2014-11-06T11:15:29Z (GMT) / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-06T16:55:29Z No. of bitstreams: 1 TESE_GeologiaPetrogêneseCorpos.pdf: 34815703 bytes, checksum: 5f78a79a4781ba50adc900984452398f (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-07T12:37:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_GeologiaPetrogêneseCorpos.pdf: 34815703 bytes, checksum: 5f78a79a4781ba50adc900984452398f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-07T12:37:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_GeologiaPetrogêneseCorpos.pdf: 34815703 bytes, checksum: 5f78a79a4781ba50adc900984452398f (MD5) Previous issue date: 2013

A origem anatética dos migmatitos do Complexo Camboriú é evidenciada pelas macroestruturas e suportada pelos dados petrográficos, geoquímicos e isotópicos. A fusão parcial em regime compressivo é sugerida pela grande quantidade de leucossoma em regiões de baixa pressão como interboudins e superfície de dilatação. A intensificação do processo anatético pode ser devida ao aumento do gradiente geotérmico provocado pela intrusão dos muitos corpos graníticos neoproterozóicos presentes. A complexidade do sistema geoquímico e isotópico analisado em detalhe aponta possíveis equívocos em trabalhos regionais. Apesar dos dados isotópicos nos migmatitos anatéticos sugerirem gênese em crosta continental em sistema relativamente fechado, a mobilização de elementos em pequena escala modificou as razões isotópicas dos mesossomas, leucossomas e rochas ultramáficas associadas, as quais, sem controle de campo, petrográfico e geoquímico, conduziriam a interpretações errôneas sobre a evolução geológica da região. A temperatura para formação do leucossoma é estimada em 750-800 C, principalmente pelos indícios de geração por fusão de rochas quartzo-feldspáticas em presença de água, com possível participação da muscovita no processo de anatexia, porém com preservação da biotita. O estudo integrado aplicando diferentes métodos analíticos a dados de um único afloramento, com amostras de unidades regionais para correlação levou a uma melhor compreensão da evolução petrogenética do Complexo Camboriú, o qual, após a extração do manto há aproximadamente 2,5 Ga, foi reciclado em crosta continental espessada. Os resultados sugerem que migmatitos, associados a rochas ultramáficas, ou fontes muito semelhantes, em condições de temperatura e pressão mais altas, são os protólitos dos granitos Itapema, Serra dos macacos e Corre Mar, também resultantes de reciclagem crustal. Os valores negativos de eNd(595 Ma) e positivos de eSr(595 Ma), com 87Sr/86Sr inicial (595 Ma) > 0,706 e > 8, indicam gênese em crosta superior, suportada pela análise geoquímica. Estas condições, e as temperaturas relativamente baixas de formação dos leucossomas seriam compatíveis com um cenário em que as rochas migmatíticas constituíssem tetos pendentes das intrusões graníticas que predominam na região. / The anatectic origin evidenced by known macrostructures in migmatites of the Camboriú Complex is supported by petrographical, geochemical and isotopic data, with partial melting under compressional regimen being suggested by the large amount of leucosome bodies at low-pressure sites represented by interboudins and dilation surfaces. Despite the continental origin in a relatively closed system suggested by the isotopic data, small-scale mobilization of elements and its consequent isotopic ratio changes in leucosomes and their associated ultramafic rocks might lead studies unsupported by field, petrographic and geochemical control to erroneous interpretations of the geological evolution of the region. The geochemical and isotopic complexities revealed in the detailed study of one single outcrop bring about how misinterpreted interpretations can be in regional isotopic studies. Generation temperatures of 700 to 800 C are estimated for leucosomes, from melting of quartzofeldspatic rocks in presence of water, biotite having taken part of the anatectic process, with possible participation of muscovite. Anatexis may have been intensified by the geothermal gradient elevation that followed numerous Neoproterozoic granite intrusions in the region. The combined use of different analytical methods on data from one single outcrop and correlation samples from regional units led to a better understanding of the petrogenetic evolution of the Camboriú Complex, recycled under thickened continental crust after mantle extraction circa 2.5 Ga. Migmatites in association with ultramafic rocks, or other compositionally similar combinations at higher pressure and temperature conditions, would be protoliths for the Itapema, Serra dos Macacos, and Corre-Mar granites, that also show evidence of having undergone similar crustal recycling. Negative values of eSr(595 Ma), with initial 87Sr/86Sr (595 Ma) > 0.706 and > 8 suggest upper-crust generation conditions, as supported by geochemical results. Such conditions, and the relatively low leucosome generation temperatures seem compatible with a geological setting in which the migmatites of the Camboriú Complex would represent pending roofs to granite intrusions.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-09T19:47:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Vanisse O. Rodrigues.pdf: 8507840 bytes, checksum: ce71d704aba0a4c7a9255a8bdca391d8 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-09T19:47:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Vanisse O. Rodrigues.pdf: 8507840 bytes, checksum: ce71d704aba0a4c7a9255a8bdca391d8 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-09T19:51:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Vanisse O. Rodrigues.pdf: 8507840 bytes, checksum: ce71d704aba0a4c7a9255a8bdca391d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T19:51:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Vanisse O. Rodrigues.pdf: 8507840 bytes, checksum: ce71d704aba0a4c7a9255a8bdca391d8 (MD5) Previous issue date: 2016-04-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Rio Negro Province is located in the northwest of the Amazonian Craton, and is divided into three tectonic domains, Uaupés, Içana and Imeri (where it inserted the study area), represented by orogens with different Geodynamic developments. The surveys were conducted in the Cauaburi Complex, basement Imeri Domain, consisting in a granitic gneiss terrain, subdivided on the basis of compositional and deformational characteristics in Tarsira Lithofacies and Santa Isabel do Rio Negro. Located in the northeast portion of the Rio Negro Province to Tarsira Lithofacies is composed of biotite gneiss, hornblende biotite gneiss and augen gneisses of monzogranitic and granodiorite polideformados composition, with at least three phases of deformation that originated the foliation S1 whose trend is NW-SE, the foliation S2, the main trend is NE-SW and NW-SE secondarily, and S3 that reworks the foliation S2. Analyses of mineral phases, microstructures / microtextures, and mineral chemistry data indicate a progressive metamorphism, which grades a green schist facies to granulite in intermediate pressure conditions. Geochemically have calc-alkaline affinity high- K goal peraluminous. Its composition and trace element patterns suggest represent a typical magmatic arcs. The isotopic data Sm-Nd reveal extraction of parental magma of the Paleoproterozoic gneisses, indicated by the TDM values around 2.05 Ga and the positive values 40Ar-39Ar method hornblende indicate an thermotectonic event around 580 ° C, as well as thermometers made in biotite crystals (between 560 ° C and 656 ° C). This age is compatible with Orogenia Içana (1.54 to 1.48 Ga) and whose field and microscopic observations indicate that this event is responsible for the deformation and metamorphism that generated in the main foliation S2 ortoderivadas rocks that comprise lithofacies Tarsira. Furthermore, this region was also affected by deformational processes younger with main NE-SW trend, attributed to K'Mudku event, which should have reworked the older structures and generated shear zones (S3). / A Província Rio Negro está situada no noroeste do Cráton Amazônico, e está dividida em três domínios tectônicos, Uaupés, Içana e Imeri (onde está inserida a área de estudo), representado por orógenos com evoluções geodinâmicas distintas. As pesquisas foram realizadas no Complexo Cauaburi, embasamento do Domínio Imeri, se constituindo em um terreno granítico gnáissico (ortoderivado), subdividido com base em características composicionais e deformacionais, nas Litofácies Tarsira e Santa Izabel do Rio Negro. Localizada na porção nordeste da Província Rio Negro a Litofácies Tarsira é composta por biotita gnaisse, hornblenda biotita gnaisse e augen gnaisses de composição monzogranítica e granodiorítica polideformados, com no mínimo três fases de deformação que originaram as foliações S1 cujo trend é NW-SE, a foliação S2, cujo trend principal é de direção NE-SW e secundariamente NW-SE, e S3 que retrabalha a foliação S2. As análises de fases minerais, microestruturas/microtexturas, e de dados de química mineral indicam um metamorfismo progressivo, que grada de uma fácies xisto-verde até granulito em condições de pressão intermediária. Geoquimicamente apresentam afinidade cálcio-alcalina de alto-K, meta a peraluminosos. Sua composição e padrões de elementos traços sugerem representar um magmatismo típico de arcos magmáticos. Os dados isotópicos de Sm-Nd revelam extração do magma parental dos ortognaisses no Paleoproterozoico, indicada pelo valores de TDM em torno de 2,05 Ga e os valores positivos de nd(T) mostram derivação de fontes mantélicas. Idades de 1497 ± 6 Ma pelo método 40Ar-39Ar em hornblenda indicam um evento termotectônico em torno de 580 °C, assim como os termômetros realizados em cristais de biotitas (entre 560 °C e 656 °C). Essa idade é compatível com a Orogenia Içana (1,54 1,48 Ga) e, cujas observações de campo e microscópicas, indicam que este evento foi responsável pela deformação e metamorfismo que gerou a foliação principal S2 nas rochas ortoderivadas que compõem a Litofácies Tarsira. Além disso, essa região também foi afetada por processos deformacionais mais jovens com trend principal NE- udku, que dever ter retrabalhado as estruturas mais antigas e gerado as zonas de cisalhamento (S3).

O maciço alcalino máfico-ultramáfico Ponte Nova (SP-MG) apresenta uma associação litológica eminentemente gabróide, gerada por sucessivos pulsos magmáticos, há aproximadamente 86 Ma. Constitui a única ocorrência de tendência alcalina do setor norte da província Serra do Mar com predomínio acentuado de rochas máficas e ultramáficas cumuláticas. Apresenta duas áreas de exposição: uma principal, maior (~5,5 km2), de forma elíptica e com grande variedade de litotipos, e uma menor (~1 km2), localizada a sul da primeira, estando ambas separadas por rochas do embasamento Pré-Cambriano. Na área principal, o pulso central é constituido de uma seqüência inferior, cumulática, caracterizada pela presença de cumulatos ultramáficos e melagábricos (e.g., olivina clinopiroxenitos e melagabros com olivina), e uma seqüência superior, com rochas gábricas e monzogábricas porfiríticas e equigranulares. Tais seqüências associadas a um mesmo pulso são confirmada pelas variações crípticas em minerais, pela composição geoquímica das rochas e pelas assinaturas isotópicas obtida. À região oeste e sul deste pulso central encontra-se, separada por falhas, uma seqüência inferior muito semelhante, cumulática porém com a seqüência superior caracterizada principalmente pela ocorrência de rochas bandadas e com maior concentração de nefelina em relação às rochas da área central. Estas ocorrências parecem estar relacionadas a um segundo pulso associado à esta área principal, conforme indicado pela evolução da seqüência superior, pelas assinaturas isotópicas e condições de fO2 calculadas e por variações crípticas encontradas em alguns minerais das rochas bandadas, como olivina. Já na área satélite a sul, predominam melamonzonitos com nefelina que, embora permitam algumas correlações com as rochas da seqüência superior do pulso central, o enriquecimento em diferentes traços bem como a assinatura isotópica apontam para um pulso magmático isolado. Esta área ainda apresenta litotipos mais evoluídos (e.g., monzonitos com nefelina) que, conforme as características isotópicas e também a distribuição dos traços, permite individualizá-lo como um pulso separado. Outros pulsos isolados e menores são caracterizados, predominando rochas melagábricas, variando entre olivina melamonzodioritos a melamonzodioritos com olivina no pulso satélite norte e rochas mais evoluídas, variando entre nefelina monzodioritos a monzodioritos com nefelina, no pulso satélite leste. Diferenciados félsicos finais ocorrem sob a forma de diques, vênulas e possivelmente bolsões, e variam de leucocráticos a mesocráticos, com rochas de composições monzoníticas a monzossieníticas, chegando a nefelina sienitos em alguns casos, e podem ser considerados representativas do líquido residual dos diferentes pulsos que sofreram migração para diferentes porções do maciço. Um corpo de brecha magmática ocorre confinado à região leste, posterior aos pulsos anteriormente descritos, com fragmentos líticos de todos os litotipos gabróides anteriormente descritos. Diques máficos (lamprófiros, tefritos e basanitos) e félsicos (tefrifonólitos a fonotefritos) intrudem as rochas do maciço, sendo estes representativos de diferentes fontes mantélicas e possivelmente ocorrendo em estágios distintos. As diferentes assinaturas isotópicas registradas para os diques, que abrangem o amplo espectro obtido para os diferentes pulsos do maciço, confirmam o caráter multi-intrusivo desta ocorrência. O caráter cumulático é bastante pronunciado nos principais pulsos do maciço Ponte Nova. Os altos índices de máficos (M), os baixos conteúdos de Na e K, o caráter ultrabásico e a composição de picrito e picrobasalto de parte das amostras evidenciam este caráter e apontam a cristalização fracionada como principal mecanismo atuante na evolução do maciço. A variação composicional das fases cumulus ao longo de todo maciço, especialmente relacionada aos índices envolvendo a razão Mg/(Mg+Fe2+) tanto na olivina quanto no clinopiroxênio, com a progressiva diminuição deste índice em direção às rochas da seqüência superior, indicam que mecanismos de fracionamento magmático dominam a variação vertical modal e geoquímica do maciço em seus principais pulsos. Variações crípticas obtidas também em fases intercumulus, compatíveis com o trend evolutivo dos minerais cumulus, favorecem a idéia de estas fases serem representativas principalmente de um líquido aprisionado (trapped liquid) no momento da acumulação, guardando portanto a composição do líquido em equilíbrio com o cumulato formado. Assim, infere-se que o processo de acumulação envolvido, com conseqüente aprisionamento de líquido, deve ter-se dado de maneira relativamente rápida. Tal consideração tende a indicar um processo gravitacional de acumulação para grande parte das rochas do maciço. Já os casos onde são encontradas estruturas bandadas, alternando-se bandas máficas e félsicas (associadas a regiões próximas ao contato com o embasamento), apontam para uma possível ação mais efetiva de correntes de convecção. Com relação aos parâmetros intensivos, as rochas do maciço Ponte Nova cristalizaram-se a uma profundidade relativamente rasa (entre 1 e 0,5 kbar), conforme indicado pela composição dos clinopiroxênios. A história de cristalização do maciço inicia-se algo acima de 1030ºC, que representa o início do equilíbrio olivinaclinopiroxênio, terminando em ±600º C, com o equilíbrio apatita-biotita (fases intersticiais finais). Conforme modelamentos geoquímicos evidenciam, os diques máficos junto ao Maciço Ponte Nova e os que são encaixados no embasamento adjacente a este, de composição principalmente basanito-tefrítica, podem ser considerados representativos do magma parental que levou à formação das rochas cumuláticas do maciço. Modelos de fusão indicam que os diques máficos que cortam o maciço e, conseqüentemente, o magma parental do Maciço Ponte Nova, podem ter como fonte mantélica tanto espinélio lherzolitos como granada lherzolitos. Em ambos os casos o manto deve estar previamente enriquecido em elementos traços. A este enriquecimento é atribuido como causa o metassomatismo mantélico. As assinaturas isotópicas encontradas para os diferentes litotipos do maciço Ponte Nova pressupõe uma fonte mantélica heterogênea, sendo representativas dos diferentes graus de enriquecimento do manto litosférico. As idades modelo (TDM) obtidas, que podem ser atribuídas aos períodos de enriquecimento metassomático do manto, são correlacionáveis com os eventos regionais de evolução crustal neoproterozóica, principalmente ligados a eventos de subducção. As evidências significativas das heterogeneidades mantélicas (tanto em escala regional quanto numa escala local) com assinaturas isotópicas tipicamente litosféricas, do enriquecimento geoquímico da fonte (indicando um metassomatismo mantélico e uma fonte rica em voláteis) e do claro controle tectônico dos pulsos alcalinos (associados à reativação das principais zonas de fraqueza regionais), tendenciam uma interpretação favorável a modelos relacionados principalmente a fenômenos litosféricos, se comparadas aos modelos envolvendo plumas mantélicas. / The Ponte Nova alkaline mafic-ultramafic massif (~85 Ma) is mainly composed of a gabbroic association, generated by successive magmatic pulses. It is the single alkaline massif of the northern sector of Serra do Mar Province with predominance of mafic and ultramafic cumulitic rocks. The Ponte Nova massif crops out in two areas: the larger one (~5.5 km2), with elliptical shape and a wide variety of lithotypes, and the smaller satellite area (~1 km2), located south of the main area. These are separated by outcrops of Precambrian basement. The central pulse of the larger area is composed by a lower sequence, cumulitic, characterized by the presence of ultramafic and melagabbroic cumulates (e.g., olivine clinopyroxenites and olivine-bearing melagabbros), and an upper sequence, with porphyritic and equigranular gabbroic and monzogabbroic rocks. Such sequences are associated with the same magmatic pulse, as indicated by cryptic variations in minerals, whole-rock geochemistry and isotopic signatures. At the western and southern adjoining regions of this central pulse, separated by faults, a similar cumulitic lower sequence crops out. However, the upper sequence of these regions is characterized by the occurrence of banded rocks with higher concentration of nepheline than in the central area. These occurrences seem to be related to a second magmatic pulse, as indicated by evolution of its upper sequence, by isotopic signatures, calculated fO2 conditions and cryptic variations in some minerals of the banded rocks, such as olivine. In the southern satellite area, nepheline-bearing melamonzonites are the predominant rocks. Although correlations with rocks of central pulse upper sequence can be established, the enrichment in several trace elements as well as its isotopic signatures point to an isolated magmatic pulse. This area also presents more evolved lithotypes (e.g., nepheline-bearing monzonites) that, as indicated by isotopic characteristics and the distribution of the trace elements, could be interpreted as a distinct pulse. There are other isolated and smaller pulses in the larger area. Melagabbroic rocks varying between olivine melamonzodiorites to olivine-bearing melamonzodiorites are found in a northern satellite pulse. More evolved rocks varying between nepheline monzodiorites and nepheline-bearing monzodiorites are found in an eastern satellite body. Late-stage felsic rocks occur as dykes, venules and patches, and vary from leucocratic to mesocratic rocks, monzonitic to monzosyenitic in composition (nepheline syenites in some cases). These rocks are possibly representative of residual liquids that had suffered migration for different portions of the massif. A magmatic breccia occurs in the eastern region of the main area, subsequent to the described pulses, with the previously described lithic fragments of all gabbroic lithotypes. Mafic (lamprophyres, tephrites, basanites) and felsic (tephriphonolites to phonotephrites) dykes intrude the massif rocks. These are representative of different mantle sources and possibly occur in distinct magmatic stages. The wide-range isotopic signatures of these dykes, that comprise the wide range obtained for the different pulses of the massif, confirm the multi-intrusive character of this occurrence. The cumulitic character is strongly characterized in the main pulses of the Ponte Nova massif. The high mafic index (M), the low Na and K contents, the ultrabasic character and the composition of picrite and picribasalt of part of the samples evidence this character and point to fractional crystallization as the main operating mechanism in the evolution of the massif. The compositional variation of the cumulus phases throughout all the massif, particularly in terms of Mg/ (Mg+Fe2+) ratios, either in olivine or clinopyroxene, with the gradual reduction of this index towards the upper sequence, indicates that magmatic fractionation dominates the modal and geochemical vertical variation of the massif in its main pulses. Cryptic variations obtained also in intercumulus phases, compatible with evolutive trend of cumulus minerals, suggest that these phases represent a trapped liquid at the moment of the accumulation, and the composition of liquid and cumulate were in equilibrium. Thus, it may be inferred that the process of accumulation must have been relatively fast, indicating a gravitational process of accumulation for most rocks of the massif. The banded structures near the contact with the basement, alternating mafic and felsic banding, suggest a more effective action of convection currents. The Ponte Nova massif crystallized at relatively low depth (between 1 and 0,5 kbar), as indicated by clinopyroxene compositions. The massif crystallization sequence begins above 1030ºC, representing the beginning of the olivine-clinopyroxene equilibrium, and did proceed until ±600oC, with the apatite-biotite equilibrium (final interstitial phases). The mafic dykes intruding the Ponte Nova massif and those in the adjacent basement, mainly of basanitictephritic composition, possibly represent the parental magma of the cumulitic rocks of the massif, as indicated by geochemical models. The Ponte Nova massif isotopic signatures of the different lithotypes indicate a heterogeneous mantle source, with variable degrees of lithospheric mantle enrichment. Model ages (TDM) can be attributed to periods of mantle metassomatic enrichment and are correlated with the regional events of Neoproterozoic crustal evolution, mainly related to subduction events. The significative evidences of mantle heterogeneities (both at regional and local scale) with typically lithospheric isotopic signatures, of geochemical source enrichment (indicative of mantle metassomatism and a volatile-rich source) and of clearly tectonic control of the alkaline pulses (associated to the reactivation of the main regional zones of weakness), led to a favorable interpretation of models mainly related to lithospheric phenomena, if compared with models involving mantle plumes.

O maciço alcalino máfico-ultramáfico Ponte Nova (SP-MG) apresenta uma associação litológica eminentemente gabróide, gerada por sucessivos pulsos magmáticos, há aproximadamente 86 Ma. Constitui a única ocorrência de tendência alcalina do setor norte da província Serra do Mar com predomínio acentuado de rochas máficas e ultramáficas cumuláticas. Apresenta duas áreas de exposição: uma principal, maior (~5,5 km2), de forma elíptica e com grande variedade de litotipos, e uma menor (~1 km2), localizada a sul da primeira, estando ambas separadas por rochas do embasamento Pré-Cambriano. Na área principal, o pulso central é constituido de uma seqüência inferior, cumulática, caracterizada pela presença de cumulatos ultramáficos e melagábricos (e.g., olivina clinopiroxenitos e melagabros com olivina), e uma seqüência superior, com rochas gábricas e monzogábricas porfiríticas e equigranulares. Tais seqüências associadas a um mesmo pulso são confirmada pelas variações crípticas em minerais, pela composição geoquímica das rochas e pelas assinaturas isotópicas obtida. À região oeste e sul deste pulso central encontra-se, separada por falhas, uma seqüência inferior muito semelhante, cumulática porém com a seqüência superior caracterizada principalmente pela ocorrência de rochas bandadas e com maior concentração de nefelina em relação às rochas da área central. Estas ocorrências parecem estar relacionadas a um segundo pulso associado à esta área principal, conforme indicado pela evolução da seqüência superior, pelas assinaturas isotópicas e condições de fO2 calculadas e por variações crípticas encontradas em alguns minerais das rochas bandadas, como olivina. Já na área satélite a sul, predominam melamonzonitos com nefelina que, embora permitam algumas correlações com as rochas da seqüência superior do pulso central, o enriquecimento em diferentes traços bem como a assinatura isotópica apontam para um pulso magmático isolado. Esta área ainda apresenta litotipos mais evoluídos (e.g., monzonitos com nefelina) que, conforme as características isotópicas e também a distribuição dos traços, permite individualizá-lo como um pulso separado. Outros pulsos isolados e menores são caracterizados, predominando rochas melagábricas, variando entre olivina melamonzodioritos a melamonzodioritos com olivina no pulso satélite norte e rochas mais evoluídas, variando entre nefelina monzodioritos a monzodioritos com nefelina, no pulso satélite leste. Diferenciados félsicos finais ocorrem sob a forma de diques, vênulas e possivelmente bolsões, e variam de leucocráticos a mesocráticos, com rochas de composições monzoníticas a monzossieníticas, chegando a nefelina sienitos em alguns casos, e podem ser considerados representativas do líquido residual dos diferentes pulsos que sofreram migração para diferentes porções do maciço. Um corpo de brecha magmática ocorre confinado à região leste, posterior aos pulsos anteriormente descritos, com fragmentos líticos de todos os litotipos gabróides anteriormente descritos. Diques máficos (lamprófiros, tefritos e basanitos) e félsicos (tefrifonólitos a fonotefritos) intrudem as rochas do maciço, sendo estes representativos de diferentes fontes mantélicas e possivelmente ocorrendo em estágios distintos. As diferentes assinaturas isotópicas registradas para os diques, que abrangem o amplo espectro obtido para os diferentes pulsos do maciço, confirmam o caráter multi-intrusivo desta ocorrência. O caráter cumulático é bastante pronunciado nos principais pulsos do maciço Ponte Nova. Os altos índices de máficos (M), os baixos conteúdos de Na e K, o caráter ultrabásico e a composição de picrito e picrobasalto de parte das amostras evidenciam este caráter e apontam a cristalização fracionada como principal mecanismo atuante na evolução do maciço. A variação composicional das fases cumulus ao longo de todo maciço, especialmente relacionada aos índices envolvendo a razão Mg/(Mg+Fe2+) tanto na olivina quanto no clinopiroxênio, com a progressiva diminuição deste índice em direção às rochas da seqüência superior, indicam que mecanismos de fracionamento magmático dominam a variação vertical modal e geoquímica do maciço em seus principais pulsos. Variações crípticas obtidas também em fases intercumulus, compatíveis com o trend evolutivo dos minerais cumulus, favorecem a idéia de estas fases serem representativas principalmente de um líquido aprisionado (trapped liquid) no momento da acumulação, guardando portanto a composição do líquido em equilíbrio com o cumulato formado. Assim, infere-se que o processo de acumulação envolvido, com conseqüente aprisionamento de líquido, deve ter-se dado de maneira relativamente rápida. Tal consideração tende a indicar um processo gravitacional de acumulação para grande parte das rochas do maciço. Já os casos onde são encontradas estruturas bandadas, alternando-se bandas máficas e félsicas (associadas a regiões próximas ao contato com o embasamento), apontam para uma possível ação mais efetiva de correntes de convecção. Com relação aos parâmetros intensivos, as rochas do maciço Ponte Nova cristalizaram-se a uma profundidade relativamente rasa (entre 1 e 0,5 kbar), conforme indicado pela composição dos clinopiroxênios. A história de cristalização do maciço inicia-se algo acima de 1030ºC, que representa o início do equilíbrio olivinaclinopiroxênio, terminando em ±600º C, com o equilíbrio apatita-biotita (fases intersticiais finais). Conforme modelamentos geoquímicos evidenciam, os diques máficos junto ao Maciço Ponte Nova e os que são encaixados no embasamento adjacente a este, de composição principalmente basanito-tefrítica, podem ser considerados representativos do magma parental que levou à formação das rochas cumuláticas do maciço. Modelos de fusão indicam que os diques máficos que cortam o maciço e, conseqüentemente, o magma parental do Maciço Ponte Nova, podem ter como fonte mantélica tanto espinélio lherzolitos como granada lherzolitos. Em ambos os casos o manto deve estar previamente enriquecido em elementos traços. A este enriquecimento é atribuido como causa o metassomatismo mantélico. As assinaturas isotópicas encontradas para os diferentes litotipos do maciço Ponte Nova pressupõe uma fonte mantélica heterogênea, sendo representativas dos diferentes graus de enriquecimento do manto litosférico. As idades modelo (TDM) obtidas, que podem ser atribuídas aos períodos de enriquecimento metassomático do manto, são correlacionáveis com os eventos regionais de evolução crustal neoproterozóica, principalmente ligados a eventos de subducção. As evidências significativas das heterogeneidades mantélicas (tanto em escala regional quanto numa escala local) com assinaturas isotópicas tipicamente litosféricas, do enriquecimento geoquímico da fonte (indicando um metassomatismo mantélico e uma fonte rica em voláteis) e do claro controle tectônico dos pulsos alcalinos (associados à reativação das principais zonas de fraqueza regionais), tendenciam uma interpretação favorável a modelos relacionados principalmente a fenômenos litosféricos, se comparadas aos modelos envolvendo plumas mantélicas. / The Ponte Nova alkaline mafic-ultramafic massif (~85 Ma) is mainly composed of a gabbroic association, generated by successive magmatic pulses. It is the single alkaline massif of the northern sector of Serra do Mar Province with predominance of mafic and ultramafic cumulitic rocks. The Ponte Nova massif crops out in two areas: the larger one (~5.5 km2), with elliptical shape and a wide variety of lithotypes, and the smaller satellite area (~1 km2), located south of the main area. These are separated by outcrops of Precambrian basement. The central pulse of the larger area is composed by a lower sequence, cumulitic, characterized by the presence of ultramafic and melagabbroic cumulates (e.g., olivine clinopyroxenites and olivine-bearing melagabbros), and an upper sequence, with porphyritic and equigranular gabbroic and monzogabbroic rocks. Such sequences are associated with the same magmatic pulse, as indicated by cryptic variations in minerals, whole-rock geochemistry and isotopic signatures. At the western and southern adjoining regions of this central pulse, separated by faults, a similar cumulitic lower sequence crops out. However, the upper sequence of these regions is characterized by the occurrence of banded rocks with higher concentration of nepheline than in the central area. These occurrences seem to be related to a second magmatic pulse, as indicated by evolution of its upper sequence, by isotopic signatures, calculated fO2 conditions and cryptic variations in some minerals of the banded rocks, such as olivine. In the southern satellite area, nepheline-bearing melamonzonites are the predominant rocks. Although correlations with rocks of central pulse upper sequence can be established, the enrichment in several trace elements as well as its isotopic signatures point to an isolated magmatic pulse. This area also presents more evolved lithotypes (e.g., nepheline-bearing monzonites) that, as indicated by isotopic characteristics and the distribution of the trace elements, could be interpreted as a distinct pulse. There are other isolated and smaller pulses in the larger area. Melagabbroic rocks varying between olivine melamonzodiorites to olivine-bearing melamonzodiorites are found in a northern satellite pulse. More evolved rocks varying between nepheline monzodiorites and nepheline-bearing monzodiorites are found in an eastern satellite body. Late-stage felsic rocks occur as dykes, venules and patches, and vary from leucocratic to mesocratic rocks, monzonitic to monzosyenitic in composition (nepheline syenites in some cases). These rocks are possibly representative of residual liquids that had suffered migration for different portions of the massif. A magmatic breccia occurs in the eastern region of the main area, subsequent to the described pulses, with the previously described lithic fragments of all gabbroic lithotypes. Mafic (lamprophyres, tephrites, basanites) and felsic (tephriphonolites to phonotephrites) dykes intrude the massif rocks. These are representative of different mantle sources and possibly occur in distinct magmatic stages. The wide-range isotopic signatures of these dykes, that comprise the wide range obtained for the different pulses of the massif, confirm the multi-intrusive character of this occurrence. The cumulitic character is strongly characterized in the main pulses of the Ponte Nova massif. The high mafic index (M), the low Na and K contents, the ultrabasic character and the composition of picrite and picribasalt of part of the samples evidence this character and point to fractional crystallization as the main operating mechanism in the evolution of the massif. The compositional variation of the cumulus phases throughout all the massif, particularly in terms of Mg/ (Mg+Fe2+) ratios, either in olivine or clinopyroxene, with the gradual reduction of this index towards the upper sequence, indicates that magmatic fractionation dominates the modal and geochemical vertical variation of the massif in its main pulses. Cryptic variations obtained also in intercumulus phases, compatible with evolutive trend of cumulus minerals, suggest that these phases represent a trapped liquid at the moment of the accumulation, and the composition of liquid and cumulate were in equilibrium. Thus, it may be inferred that the process of accumulation must have been relatively fast, indicating a gravitational process of accumulation for most rocks of the massif. The banded structures near the contact with the basement, alternating mafic and felsic banding, suggest a more effective action of convection currents. The Ponte Nova massif crystallized at relatively low depth (between 1 and 0,5 kbar), as indicated by clinopyroxene compositions. The massif crystallization sequence begins above 1030ºC, representing the beginning of the olivine-clinopyroxene equilibrium, and did proceed until ±600oC, with the apatite-biotite equilibrium (final interstitial phases). The mafic dykes intruding the Ponte Nova massif and those in the adjacent basement, mainly of basanitictephritic composition, possibly represent the parental magma of the cumulitic rocks of the massif, as indicated by geochemical models. The Ponte Nova massif isotopic signatures of the different lithotypes indicate a heterogeneous mantle source, with variable degrees of lithospheric mantle enrichment. Model ages (TDM) can be attributed to periods of mantle metassomatic enrichment and are correlated with the regional events of Neoproterozoic crustal evolution, mainly related to subduction events. The significative evidences of mantle heterogeneities (both at regional and local scale) with typically lithospheric isotopic signatures, of geochemical source enrichment (indicative of mantle metassomatism and a volatile-rich source) and of clearly tectonic control of the alkaline pulses (associated to the reactivation of the main regional zones of weakness), led to a favorable interpretation of models mainly related to lithospheric phenomena, if compared with models involving mantle plumes.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O tema abordado nesta dissertação de mestrado é a petrogênese dos diabásios do Eocretáceo que integram o Enxame de Diques da Serra do Mar na região de Angra dos Reis (RJ). Estes diques intrudem rochas do Terreno Ocidental e do Arco Magmático Rio Negro, inserindo-se no contexto geodinâmico de fragmentação do Gondwana no Cretáceo Inferior. Essas intrusões são subverticais e orientam-se preferencialmente a N039E. Intrusões retilíneas são as mais observadas em campo. Os diabásios são compostos, essencialmente, por plagioclásio e clinopiroxênios (augita e pigeonita). Quartzo, minerais opacos, apatita e olivina ocorrem como minerais acessórios. A composição mineral secundária é marcada pela presença de biotita, uralita e saussurita. Os diabásios estudados compreendem uma série transicional com afinidade toleítica. Os estudos petrológicos revelam a existência de cinco suítes de alto-TiO2, tendo sido as mesmas discriminadas com base nas razões La/Yb de amostras com o mesmo teor de MgO. Destas, apenas a suíte 2 têm quantidade mínima de amostras para avaliação de processos evolutivos. O resultado da modelagem petrogenética aponta que o processo evolutivo mais provável para a geração dos diabásios da suíte 2 é cristalização fracionada sem mudança na assembleia fracionante. As amostras representativas dos líquidos parentais das cinco suítes apresentam razões La/Nb e La/Yb maiores que a unidade, típicas de derivação de fonte enriquecida, que, em várias províncias basálticas continentais, tem sido associada à fusão exclusiva do manto litosférico subcontinental ou a sua participação em processos de mistura de fontes. A discriminação de fontes mantélicas foi feita exclusivamente com base nos teores de elementos traços de amostras representativas de líquidos parentais das cinco suítes discriminadas na área de estudo. Os modelos indicam que todas as cinco suítes estudadas estão relacionadas a fontes harzburgíticas com granada residual. A suíte 5 da área de estudo não pode ser associada à mesma fonte mantélica geradora das suítes 1, 2, 3 e 4 que, por sua vez, se originaram por diferentes quantidades de fusão parcial (respectivamente, 44%, 35%, 31% e 25%) de uma mesma fonte. Cabe ressaltar que a ocorrência de duas suítes, com razões La/Yb muito distintas, porém geograficamente muito próximas, sugere que processos de heterogeneidade mantélica, tipicamente laterais, devem também ocorrer verticalmente. / The petrogenesis of Early Cretaceous dolerites within the Serra do Mar Dyke Swarm in the region of Angra dos Reis (RJ) is presented in this dissertation. The dykes are associated with the Gondwana breakup and intrude rocks of the so-called Occidental Terrane and the Rio Negro Magmatic Arc within the Late Proterozoic-Ordovician Ribeira Orogen. Tipically, the intrusions are subvertical bearing a N039E preferential trend with sharp, linear contacts with their country rocks. The dolerites are essentially composed of plagioclase and clinopyroxene (augite and pigeonita). Quartz, opaque minerals, apatite and olivine occur as accessory minerals. The secondary phases are biotite, eterog and eterogene. The dolerites constitute a transitional series with tholeiitic affinity. Whole-rock geochemical data reveal the existence of five high-TiO2 suites which were discriminated on the basis of La/Yb ratios for samples with similar MgO contents. Petrogenesis analysis were done for suite 2 only due to scarcity of samples in the other four suites. As such, petrogenetic interpretation and modeling points to fractional crystallization as the likely evolutionary process associated with suite 2 dolerites. Samples representing parental liquids of five the high-TiO2 suites show values of La/Nb and La/Yb ratios greater than unity which points to at least a contribution of the subcontinental lithospheric mantle (SCLM) for their genesis. Nevertheless, source mixing processes may have operated since the marked composition of the SCLM (as the Nb depletion, for instance) tends to obliterate most of the geochemical characteristics of other mantle sources. Petrogenetic eteroge indicates that the all five studied suites are related to harzbugitic sources with residual garnet pointing to a thick SCLM by the time of the Gondwana breakup. Suite 5 cannot be associated with the same mantle source that generated suites 1, 2, 3, and 4 which in turn can be related to different amounts of partial melting from a common mantle source (respectively, 44%, 35%, 31% and 25%). As all five suites are close related in space, processes involving vertical chemical eterogeneities within the SCLM as opposed to lateral ones should be considered when putting constraints on geodynamic models for the Gondwana breakup.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O tema abordado nesta dissertação de mestrado é a petrogênese dos diabásios do Eocretáceo que integram o Enxame de Diques da Serra do Mar na região de Angra dos Reis (RJ). Estes diques intrudem rochas do Terreno Ocidental e do Arco Magmático Rio Negro, inserindo-se no contexto geodinâmico de fragmentação do Gondwana no Cretáceo Inferior. Essas intrusões são subverticais e orientam-se preferencialmente a N039E. Intrusões retilíneas são as mais observadas em campo. Os diabásios são compostos, essencialmente, por plagioclásio e clinopiroxênios (augita e pigeonita). Quartzo, minerais opacos, apatita e olivina ocorrem como minerais acessórios. A composição mineral secundária é marcada pela presença de biotita, uralita e saussurita. Os diabásios estudados compreendem uma série transicional com afinidade toleítica. Os estudos petrológicos revelam a existência de cinco suítes de alto-TiO2, tendo sido as mesmas discriminadas com base nas razões La/Yb de amostras com o mesmo teor de MgO. Destas, apenas a suíte 2 têm quantidade mínima de amostras para avaliação de processos evolutivos. O resultado da modelagem petrogenética aponta que o processo evolutivo mais provável para a geração dos diabásios da suíte 2 é cristalização fracionada sem mudança na assembleia fracionante. As amostras representativas dos líquidos parentais das cinco suítes apresentam razões La/Nb e La/Yb maiores que a unidade, típicas de derivação de fonte enriquecida, que, em várias províncias basálticas continentais, tem sido associada à fusão exclusiva do manto litosférico subcontinental ou a sua participação em processos de mistura de fontes. A discriminação de fontes mantélicas foi feita exclusivamente com base nos teores de elementos traços de amostras representativas de líquidos parentais das cinco suítes discriminadas na área de estudo. Os modelos indicam que todas as cinco suítes estudadas estão relacionadas a fontes harzburgíticas com granada residual. A suíte 5 da área de estudo não pode ser associada à mesma fonte mantélica geradora das suítes 1, 2, 3 e 4 que, por sua vez, se originaram por diferentes quantidades de fusão parcial (respectivamente, 44%, 35%, 31% e 25%) de uma mesma fonte. Cabe ressaltar que a ocorrência de duas suítes, com razões La/Yb muito distintas, porém geograficamente muito próximas, sugere que processos de heterogeneidade mantélica, tipicamente laterais, devem também ocorrer verticalmente. / The petrogenesis of Early Cretaceous dolerites within the Serra do Mar Dyke Swarm in the region of Angra dos Reis (RJ) is presented in this dissertation. The dykes are associated with the Gondwana breakup and intrude rocks of the so-called Occidental Terrane and the Rio Negro Magmatic Arc within the Late Proterozoic-Ordovician Ribeira Orogen. Tipically, the intrusions are subvertical bearing a N039E preferential trend with sharp, linear contacts with their country rocks. The dolerites are essentially composed of plagioclase and clinopyroxene (augite and pigeonita). Quartz, opaque minerals, apatite and olivine occur as accessory minerals. The secondary phases are biotite, eterog and eterogene. The dolerites constitute a transitional series with tholeiitic affinity. Whole-rock geochemical data reveal the existence of five high-TiO2 suites which were discriminated on the basis of La/Yb ratios for samples with similar MgO contents. Petrogenesis analysis were done for suite 2 only due to scarcity of samples in the other four suites. As such, petrogenetic interpretation and modeling points to fractional crystallization as the likely evolutionary process associated with suite 2 dolerites. Samples representing parental liquids of five the high-TiO2 suites show values of La/Nb and La/Yb ratios greater than unity which points to at least a contribution of the subcontinental lithospheric mantle (SCLM) for their genesis. Nevertheless, source mixing processes may have operated since the marked composition of the SCLM (as the Nb depletion, for instance) tends to obliterate most of the geochemical characteristics of other mantle sources. Petrogenetic eteroge indicates that the all five studied suites are related to harzbugitic sources with residual garnet pointing to a thick SCLM by the time of the Gondwana breakup. Suite 5 cannot be associated with the same mantle source that generated suites 1, 2, 3, and 4 which in turn can be related to different amounts of partial melting from a common mantle source (respectively, 44%, 35%, 31% and 25%). As all five suites are close related in space, processes involving vertical chemical eterogeneities within the SCLM as opposed to lateral ones should be considered when putting constraints on geodynamic models for the Gondwana breakup.

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O "greenstone" em lide compõe um cinturão "sinformal" direcionado WNW-ESE, correspondendo a um pacote metavulcãnico, com xistos ultramáficos (UM), basaltos (BAS) e gabros (GB) na base, e, no topo, rochas hipabissais dacíticas (DAC - ca. 2,94 Ga, Pb/Pb). O conjunto foi intrudido por metaplutônicas Mesoarqueanas, os tipos mais precoces sendo quartzo dioríticos, seguidos sucessivamente por granodioritos (com enclaves máficos), trondhjemitos / tonalitos e leucogranitos. O embasamento gnáissico (GN - aflorante a norte e reconhecido por conter uma fábrica mais antiga Sn-1/D1), o "greenstone" e os metagranitóides foram intrudidos no final do Paleoproterozôico por enxames de diques riolíticos (ca. 1,60 Ga, Rb/Sr) e diabásicos. O "greenstone" apresenta estruturas e texturas ígneas reconhecíveis, porém obliteradas em regiões de contato com metagranitóides e em zonas de cisalhamento. As ultramáficas ocorrem como tremolititos, tremolita - talco xistos e talco xistos; o anfibólio é bastante alongado e fino, comumente em arranjos paralelos, interpretados como fantasmas de texturas "spinifex". Os basaltos são maciços ou almofadados, freqüentemente variolíticos. Mostram diferentes graus de recristalização, sendo identificados restos de texturas hialofiticas, pilotaxíticas e traquitóides. Clinoanfibólio (hornblenda actinolítica), epídotos e plagioclásio (albita - andesina) são os minerais mais abundantes. Os gabros são maciços a porfiriticos, distinguindo-se relíquias de texturas subofiticas e granofiricas. Os dacitos são porfiríticos, com fenocristais de quartzo e plagioclásio (oligoclásio), além de hornblenda e nódulos máficos (biotita, clorita, opacos, epidotos, titanita, apatita) nas variedades menos evoluídas. Dentre os metagranitóides, os leucogranitos e trondhjemitos contêm biotita cloritizada, enquanto granodioritos e parte dos tonalitos portam biotita ou biotita + hornblenda (também em quartzo dioritos). O "greenstone" e os metagranitóides foram afetados por uma deformação dúctil, heterogênea, que evoluiu para zonas miloníticas. A estruturação da área é marcada por uma fábrica planar (Sn//Sm/D2) direcionada WNW-ESE a E-W, de mergulhos divergentes. Lineações de estiramento E-W, WNW-ESE ou NW-SE, meso e microestruturas assimétricas S-C, peixes de micas e de clinoanfibólios, e rotações de porfiroclastos a e 15 indicaram uma megaestrutura resultante de um binário com encurtamento NW-SE. A geometria atual do "greenstone" seria derivada de transpressão dextrógira, com o "greenstone" compondo uma estrutura em flor positiva. O regime transpressivo favoreceu a criação de regiões transtrativas, onde se alojaram plútons graníticos no NW, além de clivagens de crenulação extensional (Sn+i/D2) no SW. A quantificação da deformação revelou encurtamento da ordem de 60%, extensão subhorizontal, paralela ao "trend" do "greenstone", de 68 a 500%, e extensão vertical de 101 a 280%. O elipsóide de deformação variou de oblato a prolato, com mudanças de densidade e rotação do eixo de estiramento máximo (X) nas zonas miloníticas. A inversão da deformação permitiu reconstruir a forma original do "greenstone", que seria também alongada WNW-ESE, embora de excentricidade menor que a atual. Estes dados, juntamente com a petrofábrica do eixo c do quartzo, sugeriram que a deformação progressiva envolveu mecanismos de cisalhamento puro e simples, sendo o arcabouço final resultante deste último. Falhas e fraturas rúpteis diversas, afetando também diques riolíticos e diabásicos, marcaram o último evento (D3). As paragêneses minerais do metamorfismo principal (Mn/M2) originaram-se de recristalização estática, pré-tectônica, que modificou parte das texturas e quase totalmente a mineralogia das rochas do "greenstone". Formaram-se anfibólio verde azulado (hornblenda actinolítica), epídotos (pistacita predominante), titanita e quartzo em BAS e GB; tremolita, talco e clorita em UM. Saussuritização e sericitização de plagioclásio, biotitização de anfibólio, cloritização de biotita e transformação de hornblenda em titanita verificaram-se nos metagranitóides. A coexistência de hornblenda + plagioclásio (An> 17) e/ou hornblenda actinolítica + epidotos + clorita em rochas metabásicas mostrou que o evento supra foi de pressão baixa e temperaturas transicionais entre as fácies xisto verde e anfibolito. Este episódio essencialmente térmico refletiu o aquecimento crustal produzido pelo plutonismo do final do Mesoarqueano, tendo obliterado as associações prévias do metamorfismo de fundo oceânico. Ligeiramente concomitante a francamente subseqüente, houve um evento de recristalização dinâmica extensiva (Mm/M2) na fácies xisto verde, particularmente em zonas de cisalhamento e contatos litológicos. Em tais locais, existem evidências de aporte de fluidos (blastomilonitos xistosos e abundantes veios de quartzo) e remobilização da maioria dos elementos químicos (Al, Fe, Ca, K, Na, Rb, Sr, Zr). Em condições PT ainda menores, deu-se finalmente a ação de um evento discreto, relacionado com crenulações e formando clorita, epídotos e quartzo (Mn+1/M2). O evento M2, bem como aquele detectado somente em GN (M1 em fácies anfibolito), foram de natureza dúctil, o que os distinguiu nitidamente do último episódio (D3/M3). Este foi posicionado no final do Paleoproterozóico, tendo caráter hidrotermal e associado á feições rúpteis de alto nível crustal. A evolução progressiva do metamorfismo M2, com pico térmico precoce ao pico da deformação, sugeriu uma trajetória P-T-t anti-horária, correspondente á evolução metamórfica de bacias marginais fanerozóicas. Algumas análises químicas de rochas metavulcânicas permitiram a definição de séries magmáticas e discussão de modelos petrogenéticos. Reconheceram-se três séries geoquímicas, a saber, da mais antiga para a mais nova, komatiítica (UM), toleitica (BAS e GB) e cálcio-alcalina (DAC). A primeira corresponde a komatiitos peridotíticos, com MgO>18% em peso (base anidra), com um "trend" de enriquecimento em Al, tal como em Geluk e Munro, e menos cálcico do que Barberton. Os padrões de terras raras leves são irregulares, com razões (La/Sm)N entre 0,42 e 4,2 e anomalias negativas de Eu. Os terras raras pesadas pareceram menos afetados por processos pós-eruptivos, sendo planos ou ligeiramente fracionados (1,0<(Gd1Yb)N<2,3). Modelos quantitativos foram de dificil execução em virtude da remobilização de vários elementos, porém, em termos qualitativos, foi possível estimar cumulados ricos em olivina e ortopiroxênio. Dentre os toleítos, BAS e GB apresentaram padrões geoquímicos muito similares entre si. Ambos são toleítos de baixo potássio, comparáveis a toleítos arqueanos empobrecidos. Os elementos terras raras são quase planos, com valores 10X o condrito, e anomalias fracas ou inexistentes de Eu. Modelos preliminares sugeriram cumulados semelhantes para BAS e GB, compostos essencialmente de clinopiroxênio e plagioclásio. De acordo com alguns cálculos geoquímicos, a fonte dos magmas que originaram os komatiitos e toleítos seria o lherzolito a granada. Os DAC apresentaram características geoquímicas afins à metavulcânicas e metaplutônicas cálcio-alcalinas tanto modernas quanto arqueanas, seguindo o "trend" trondhjemítico. A diferenciação magmática teria decorrido por fracionamento de plagioclásio>quartzo>hornblenda>K-feldspato, com quantidades accessórias de biotita, magnetita, titanita, alanita e zircão. A fonte do magma dacítico seria crustal do tipo toleíto metamorfisado em fácies granada anfibolito e ligeiramente enriquecido em terras raras leves. No modelo geodinâmico proposto, já existia um embasamento gnáissico antes de 2,96 Ga. Entre 2,96 e 2,90 Ga, a conjugação de alto gradiente geotérmico com extensão litosférica provocou o rifteamento continental, formando bacias marginais, onde se daria a extrusão de komatiitos e toleítos. Em torno de 2,94(?)-2,90 Ga, geraram-se os DAC através de fusão de crosta oceânica em zonas de subducção, evoluindo por fracionamento a baixas pressões. Os mesmos mecanismos geradores dos DAC também seriam responsáveis pelo plutonismo cálcio-alcalino, culminando com a inversão estrutural do "greenstone", espessamento crustal e forma final do terreno granito - "greenstone" (transpressão dextrógira ca. 2,88-2,86 Ga). A região sofreu ainda um episódio de (rea)quecimento, detectado a nível de minerais, sem deformação e metamorfismo correlatos, ao final do Eoarqueano (2,69-2,50 Ga), e intrusão de enxames de diques riolíticos (1,60 Ga, Rb/Sr) e diabásicos ao final do Paleoproterozóico. A correlação com o conhecimento atual da PMC permitiu admitir que o terreno granito - "greenstone" de Rio Maria já estava configurado quando da implantação do Supergrupo Itacaiúnas (ca. 2,76 Ga) e da granitogênse alcalina na Serra dos Carajás. Assim, a transpressão sinistrógira que inverteu aquele supergrupo corresponderia a um evento posterior e bem distinto da transpressão dextrógira da região de Rio Maria. / This thesis deals to the geology and petrogenesis of the Identidade greenstone belt, located between Xinguara and Rio Maria towns, SE of Pará state. The data of this area permitted the discussion of the tectonic evolution of the gravite greenstone terrain of the Rio Maria region in the context of the Província Mineral de Carajás, SE of the Amazonian craton. The greenstone studied compose a synformal belt in the WNW-ESE direction, corresponding to one metavolcanic pile, formed predominantly by ultramafic schists (UM), basalts (BAS) and gabbros (GB) at the base, and hypabyssal dacitic rocks (DAC - ca. 2.94 Ga, Pb/Pb) at the top. The whole was intruded by metaplutonic rocks of Mesoarchean ages, the older one being quartz diorites, followed successively by granodiorites, trondhjemites / tonalites and leucogranites. The gneissic basement (GN - outcroping toward north and recognized for having an older fabric Sn-1/D1), the greenstone and the metagranitoids were intruded by hypabyssal rhyolitic (ca. 1.60 Ga, Rb/Sr) and basic dykes at the end of the Paleoproterozoic. The greenstone presents igneous structures and textures still recognized, although obliterated near the contacts with the metagranitoids and shear zones. The ultramafics occur as tremolitites, tremolite - talc schists and talc schists; the amphibole is very elongated and thin, commonly in parallel arrays, interpreted as ghosts of spinifex textures. The basalts are massive or pillowed and frequently variolitic. They show different degrees of recrystallization, with some relicts of hyalophitic, pilotaxitic and traquitoid textures. Clinoamphibole (actinolitic hornblende), epidotes and plagioclase (albite - andesine) are the most abundant minerais. The gabbros may be massives to porphyritics (plagioclase phenocrysts), still with some relicts of subophitic and granophyric textures. The dacites are porphyritic, with phenocrysts of quartz and plagioclase (oligoclase), besides hornblende and mafic clots (biotite, chlorite, opaque minerais, epidotes, sphene, apatite) in the less evolved samples. Concerning the metagranitoids, the leucogranites and trondhjemites have chloritized biotite, whereas the granodiorites and some tonalites comprise biotite or biotite + hornblende (also in quartz diorites). The greenstone and the metagranitoids were affected by one event of heterogeneous, ductile deformation, that evolved to mylonitic zones. The structural framework of the area is marked by a planar fabric (Sn//Sm/D2) in the WNW-ESE to E-W direction, with moderate to strong dips in a divergent fan. E-W, WNW-ESE or NW-SE stretching lineations, meso and asymmetric S-C microstructures, mica and clinoamphibole fishes, and rotation of o and i porphyroclasts indicated one megastructure resulting from a binary system with NW-SE shortening direction. The actual geometry of the greenstone would be derived from a dextral transpression, with the greenstone forming a positive flower structure. The transpressional regime favored the grow of transtensional cites and subsequent emplacement of granitic plutons on the NW contact, and extensional crenulation cleavage (Sn+1/D2) on the SW of the greenstone. Strain measurements displayed a ca. 60% shortening, subhorizontal extension of ca. 60 to 500% parallel to the greenstone trend, and vertical extension of ca. 101 to 280%. The strain ellipsoid may be oblate to prolate, with changes in density and rotation of the axis of maximum stretching (X) toward the mylonitic zones. The inversion of the deformation permitted the reconstruction of the original shape of the greenstone, that would be also elongated WNW-ESE, but with lesser eccentricity than today. These data, together with the quartz petrofabric, suggested that the deformation has been accommodated by pure and simple shear mechanisms, the final framework resulting essentially from the later. The last event (D3) are represented by faults and fractures which also affected the felsic and basic dykes. The paragenesis of the main metamorphic event (Mn/M2) is represented by static recrystallization, which modified some textures and almost ali minerais within the greenstone. The minerais formed phases were bluish green amphibole (actinolitic hornblende), epidotes, sphene and quartz in BAS and GB; tremolite, talc and chlorite in UM. The metagranitoids show transformations of plagioclase (saussurite, fine white mica), amphibole (to biotite and/or sphene) and biotite (to chlorite). The coexistence of hornblende + plagioclase (An>17) and/or actinolitic hornblende + chlorite in metabasic rocks shows that this event was of low pressures and temperatures in the transitional field of the greenschist and amphibolite facies. This episode should reflect a regional crustal heating produced by the plutonism at the end of the Mesoarchean, that obliterated the previous associations of ocean floor metamorphism. Slightly coeval to subsequently, it occurred one event of extensive dynamic recrystallization (Mm/M2) in the greenschist facies, specially within shear zones and lithological contacts. In these places, there are evidences of fluid incoming (schistose blastomylonites and abundant quartz veins) and remobilization of chemical elements (Al, Fe, Ca, K, Na, Rb, Sr, Zr). Finally, under lower PT conditions, it occurred a less expressive event related to crenulation cleavages and forming chlorite, epidotes and quartz (Mn+1/M2). The M2 event, as well as the one detected only in GN (M1 under amphibolite facies), was of ductile nature and cleary distinguished from the last one (D3/M3). The later was placed at the end of the Paleoproterozoic, being of hydrothermal character and associated to high crustal structures. The progressive evolution of the M2 metamorphism with its thermal peak predating the deformation suggested a counterclockwise P-T-t path, corresponding to the metamorphic evolution of Phanerozoic marginal basins. Some chemical analysis of the metavolcanic rocks permitted the definition of magmatic series and a discussion of petrogenetical modeling. It was possible to recognize three geochemical series, that is, from the older to the younger, komatiitic (UM), tholeiitic (BAS and GB) and calc-alkaline (DAC). The first one corresponds to peridotitic komatiites with MgO>18 weight % (volatile-free basis), with an enrichment trend in Al, such as in Geluk and Munro, and less calcic than the Barberton one. The light rare earth element patterns are irregular with (La/Sm)N ratios between 0.42 and 4.2 and negative Eu anomalies. The heavy rare earth elements seem less affected by post-eruptive processes, being plate or slightly fractionated (1.0<(Gd/Yb)N<2.3). The quantitative models were of hard execution due to the remobilization of several elements. It was possible estimate cumulates rich in olivine and orthopyroxene. With regarding to tholeiites, the BAS and GB showed very similar geochemical signatures, both being low potassium tholeiites comparable to depleted Archean tholeiites. The rare earth elements are almost plate, with values 10X the chondrite, and slight or no Eu anomaly. Preliminary modeling suggested similar cumulates for BAS and GB, composed essentially by clinopyroxene and plagioclase. The magma sources that originated the komatiites and tholeiites would be a garnet lherzolite. The DAC presented geochemical characteristics of modern and Archean metavolcanics and metaplutonics of trondhjemitic nature. The magmatic differentiation would be achieved by fractionation of plagioclase>quartz>hornblende>K-feldspar, with subordinated amount of biotite, magnetite, sphene, allanite and zircon. The source of the dacitic magma would be a tholeiite metamorphosed to the garnet amphibolite facies and somewhat enriched in light rare earth elements. The geodynamical model proposed admit the existence of a gneissic basement prior to 2.96 Ga. Between 2.96 and 2.90 Ga, the interplay of high geothermal gradients and lithospheric extension was responsible for extensive rifting, forming marginal basin systems, where extruded the komatiitic and tholeiitic rocks. At 2.94(?)-2.90 Ga, the DAC were generated from partia' melting of oceanic crust in subduction zone settings, and evolved by low pressure fractional crystallization. The same mechanisms that generated the DAC are extended also to the calc-alkaline plutonism, this one being responsible for the structural inversion of the greenstone, crustal thickening and final shape of the granite - greenstone terrain (dextral transpression ca. 2.88-2.86 Ga). The region still suffered a late episode (end of Eoarchean, 2.69-2.50 Ga) of (re)heating, registered only in sorne mineral, without any evidente of deformation and/or metamorphism. Finally, it occurred the intrusion of felsic (1.60 Ga, Rb/r) and basic dykes at the end of the Paleoproterozoic. The correlation with the actual understanding of the Província Mineral de Carajás permitted envisage that the Rio Maria granite - greenstone terrain was then configured at the moment of implantation of the Itacaiúnas Supergroup (ca. 2.76 Ga) and alkaline granitic plutonism at the Serra dos Carajás. So the sinistrai transpression that inverted that supergroup would correspond to a newer event, very distinct as regards as the dextral transpression of the Rio Maria region.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Lamprófiros e diabásios alcalinos afloram no litoral dos estados de São Paulo e Rio de Janeiro e integram o Enxame de Diques da Serra do Mar (EDSM). Essas rochas ocorrem sob a forma de diques e intrudem o Orógeno Ribeira, de idade Neoproterozóica/Cambro-Ordoviciana, inserindo-se no contexto geodinâmico de abertura do Oceano Atlântico Sul durante o Cretáceo Superior. Essas intrusões são subverticais e orientam-se preferencialmente a NE-SW, seguindo a estruturação das rochas encaixantes. Os lamprófiros são classificados como monchiquitos e camptonitos e exibem, respectivamente, textura hipocristalina e holocristalina. Apresentam também textura panidiomórfica, fenocristais de clinopiroxênio e olivina, imersos em matriz formada essencialmente por esses mesmos minerais, além de biotita, kaersutita e minerais opacos. O camptonito apresenta ainda plagioclásio na matriz. Os diabásios alcalinos são hipocristalinos a holocristalinos, equigranulares a inequigranulares, com fenocristais de olivina e/ou clinopiroxênio e/ou plagioclásio, em uma matriz composta essencialmente por esses minerais. As rochas estudadas caracterizam séries alcalinas miaskíticas, com os lamprófiros sendo tanto sódicos, potássicos e ultrapotássicos e os diabásios alcalinos como predominantemente sódicos. Modelagens petrogenéticas envolvendo possíveis processos evolutivos mostram que é improvável que os lamprófiros sejam cogenéticos por processos evolutivos envolvendo tanto cristalização fracionada, com ou sem assimilação concomitante, quanto hibridização. O mesmo ocorre para os diabásios alcalinos. A discriminação de fontes mantélicas foi feita com base nos teores de elementos traços de amostras representativas de líquidos parentais e indica que esse magmatismo alcalino está relacionado a fontes lherzolíticas com fusão parcial na zona de estabilidade do espinélio, isto é, a poucas profundidades. Os dados litogeoquímicos e isotópicos do sistema Sr-Nd das rochas estudadas sugerem tanto o envolvimento de fontes férteis, associadas ao manto sublitosférico, quanto de fontes enriquecidas, relacionadas ao manto litosférico subcontinental. Modelagens de mistura binária revelam que a petrogênese dos lamprófiros e diabásios alcalinos envolveu uma grande participação de um componente fértil misturado com contribuições menores de um componente enriquecido. Idades TDM (760-557 Ma) obtidas sugerem remobilização do manto litosférico no Neoproterozóico, talvez relacionadas à subducção da Placa São Francisco preteritamente à colisão do Orógeno Ribeira. Altas razões CaO/Al2O3 para os líquidos lamprofíricos menos evoluídos, altos teores de Zr, correlações negativas Zr/Hf e Ti/Eu e associação com carbonatitos indicam condições metassomáticas de alto CO2/H2O. Em escala local, modelos geodinâmicos baseados na astenosfera não isotérmica parecem mais aplicáveis. No entanto, modelos geodinâmicos baseados na astenosfera isotérmica (com o envolvimento de plumas) parecem mais indicados num contexto regional, considerando-se outras províncias alcalinas contemporâneas e correlatas. / Alkaline lamprophyres and alkaline diabases of the Serra do Mar Dyke Swarm (SMDS) outcrop along the Southeastern Brazil. These dykes intrude rocks of the so-called Rio Negro Magmatic Arc within the Late Proterozoic-Ordovician Ribeira Orogen and are associated with the opening of South Atlantic Ocean during the Late Cretaceous. Typically, the intrusions are subvertical bearing a NE-SW preferential trend which follows the main lineaments in the area. The lamprophyres are classified as monchiquites and camptonites and show holocrystalline and hypocrystalline textures, respectively. They also have panidiomorphic texture and olivine and clinopyroxene phenocrysts within a matrix composed essentially by these same minerals, kaersutite and biotite. Camptonites still have plagioclase in the matrix. The alkaline diabases are holo- to hypocrystalline, equi- to inequigranular rocks with olivine and/or clinopyroxene and/or plagioclase phenocrysts in a matrix composed essentially by these minerals. These alkaline rocks have miaskitic compositions. Lamprophyres are sodic, potassic and ultrapotassic and alkaline diabases are predominantly sodic. Petrogenetic modeling indicates that lamprophyres are unlikely to be cogenetic by evolutionary processes involving either fractional crystallization, with or without concomitant assimilation, or hybridization. The same applies to the alkaline diabases. Modal-batch partial melting models using samples representing parental liquids indicate that these alkalines mafic rocks are related to lherzolitic sources and that partial melting occurred in the spinel stability field, pointing to a thin continental lithosphere in the region. Lithogeochemical and Sr-Nd isotopic data show that the petrogenesis of these alkaline rocks can be assigned to mixing of mantle sources. Binary mixing models and assimilation tests reveal that the petrogenesis of the lamprophyres and alkaline diabases involve a large amount of participation of a fertile component with small contribution of an enriched component. TDM model ages for the studied rocks suggest remobilization ages of the of the lithospheric mantle during the Neoproterozoic, possibly related to the subduction of the San Francisco plate prior to the collision of the Ribeira Orogen. The high CaO/Al2O3 ratios of less evolved lamprophyric melts, high Zr contents, Zr/Hf and Ti/Eu negative correlations and association with carbonatites point to high CO2/H2O conditions during metassomatism of the subcontinental lithospheric mantle. Geodynamic models based on the non-isothermal asthenospheric mantle seem to apply to the studied mafic alkaline magmatism on a local scale although the isothermal asthenospheric mantle model appears to conceal the petrogenesis of other coeval alkaline provinces in central and southeastern Brazil.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Lamprófiros e diabásios alcalinos afloram no litoral dos estados de São Paulo e Rio de Janeiro e integram o Enxame de Diques da Serra do Mar (EDSM). Essas rochas ocorrem sob a forma de diques e intrudem o Orógeno Ribeira, de idade Neoproterozóica/Cambro-Ordoviciana, inserindo-se no contexto geodinâmico de abertura do Oceano Atlântico Sul durante o Cretáceo Superior. Essas intrusões são subverticais e orientam-se preferencialmente a NE-SW, seguindo a estruturação das rochas encaixantes. Os lamprófiros são classificados como monchiquitos e camptonitos e exibem, respectivamente, textura hipocristalina e holocristalina. Apresentam também textura panidiomórfica, fenocristais de clinopiroxênio e olivina, imersos em matriz formada essencialmente por esses mesmos minerais, além de biotita, kaersutita e minerais opacos. O camptonito apresenta ainda plagioclásio na matriz. Os diabásios alcalinos são hipocristalinos a holocristalinos, equigranulares a inequigranulares, com fenocristais de olivina e/ou clinopiroxênio e/ou plagioclásio, em uma matriz composta essencialmente por esses minerais. As rochas estudadas caracterizam séries alcalinas miaskíticas, com os lamprófiros sendo tanto sódicos, potássicos e ultrapotássicos e os diabásios alcalinos como predominantemente sódicos. Modelagens petrogenéticas envolvendo possíveis processos evolutivos mostram que é improvável que os lamprófiros sejam cogenéticos por processos evolutivos envolvendo tanto cristalização fracionada, com ou sem assimilação concomitante, quanto hibridização. O mesmo ocorre para os diabásios alcalinos. A discriminação de fontes mantélicas foi feita com base nos teores de elementos traços de amostras representativas de líquidos parentais e indica que esse magmatismo alcalino está relacionado a fontes lherzolíticas com fusão parcial na zona de estabilidade do espinélio, isto é, a poucas profundidades. Os dados litogeoquímicos e isotópicos do sistema Sr-Nd das rochas estudadas sugerem tanto o envolvimento de fontes férteis, associadas ao manto sublitosférico, quanto de fontes enriquecidas, relacionadas ao manto litosférico subcontinental. Modelagens de mistura binária revelam que a petrogênese dos lamprófiros e diabásios alcalinos envolveu uma grande participação de um componente fértil misturado com contribuições menores de um componente enriquecido. Idades TDM (760-557 Ma) obtidas sugerem remobilização do manto litosférico no Neoproterozóico, talvez relacionadas à subducção da Placa São Francisco preteritamente à colisão do Orógeno Ribeira. Altas razões CaO/Al2O3 para os líquidos lamprofíricos menos evoluídos, altos teores de Zr, correlações negativas Zr/Hf e Ti/Eu e associação com carbonatitos indicam condições metassomáticas de alto CO2/H2O. Em escala local, modelos geodinâmicos baseados na astenosfera não isotérmica parecem mais aplicáveis. No entanto, modelos geodinâmicos baseados na astenosfera isotérmica (com o envolvimento de plumas) parecem mais indicados num contexto regional, considerando-se outras províncias alcalinas contemporâneas e correlatas. / Alkaline lamprophyres and alkaline diabases of the Serra do Mar Dyke Swarm (SMDS) outcrop along the Southeastern Brazil. These dykes intrude rocks of the so-called Rio Negro Magmatic Arc within the Late Proterozoic-Ordovician Ribeira Orogen and are associated with the opening of South Atlantic Ocean during the Late Cretaceous. Typically, the intrusions are subvertical bearing a NE-SW preferential trend which follows the main lineaments in the area. The lamprophyres are classified as monchiquites and camptonites and show holocrystalline and hypocrystalline textures, respectively. They also have panidiomorphic texture and olivine and clinopyroxene phenocrysts within a matrix composed essentially by these same minerals, kaersutite and biotite. Camptonites still have plagioclase in the matrix. The alkaline diabases are holo- to hypocrystalline, equi- to inequigranular rocks with olivine and/or clinopyroxene and/or plagioclase phenocrysts in a matrix composed essentially by these minerals. These alkaline rocks have miaskitic compositions. Lamprophyres are sodic, potassic and ultrapotassic and alkaline diabases are predominantly sodic. Petrogenetic modeling indicates that lamprophyres are unlikely to be cogenetic by evolutionary processes involving either fractional crystallization, with or without concomitant assimilation, or hybridization. The same applies to the alkaline diabases. Modal-batch partial melting models using samples representing parental liquids indicate that these alkalines mafic rocks are related to lherzolitic sources and that partial melting occurred in the spinel stability field, pointing to a thin continental lithosphere in the region. Lithogeochemical and Sr-Nd isotopic data show that the petrogenesis of these alkaline rocks can be assigned to mixing of mantle sources. Binary mixing models and assimilation tests reveal that the petrogenesis of the lamprophyres and alkaline diabases involve a large amount of participation of a fertile component with small contribution of an enriched component. TDM model ages for the studied rocks suggest remobilization ages of the of the lithospheric mantle during the Neoproterozoic, possibly related to the subduction of the San Francisco plate prior to the collision of the Ribeira Orogen. The high CaO/Al2O3 ratios of less evolved lamprophyric melts, high Zr contents, Zr/Hf and Ti/Eu negative correlations and association with carbonatites point to high CO2/H2O conditions during metassomatism of the subcontinental lithospheric mantle. Geodynamic models based on the non-isothermal asthenospheric mantle seem to apply to the studied mafic alkaline magmatism on a local scale although the isothermal asthenospheric mantle model appears to conceal the petrogenesis of other coeval alkaline provinces in central and southeastern Brazil.