Petrology and Sr-Nd characteristics of the Nova Lacerda dike swarm, SW Amazonian Craton: new insights regarding its subcontinental mantle source and Mesoproterozoic geodynamics

The NNW-trending Nova Lacerda tholeiitic dike swarm in Mato Grosso State, Central Brazil, intrudes the Nova Lacerda granite (1.46 Ga) and the Jauru granite-greenstone terrain (ca. 1.79-1.77 Ga). The swarm comprises diabases I and II and amphibolites emplaced at ca. 1.38 Ga. Geochemical data indicate that these are evolved tholeiites characterized by high LILE/HSFE and LREE/HSFE ratios. Isotopic modelling yields positive epsilon(Nd)(T) values (+0.86 to +2.65), whereas values for epsilon(Sr)(T) range from positive to negative (+1.96 to -5.56). Crustal contamination did not play a significant petrogenetic role, as indicated by a comparison of isotopic data (Sr-Nd) from both dikes and country rocks, and by the relationship between isotopic and geochemical parameters (SiO2, K2O, Rb/Sr, and La/Yb) of the dikes. We attribute the origin of these tholeiites to fractional crystallization of evolved melts derived from a heterogeneous mantle source. Comparison of the geochemical and isotopic data of the studied swarm and other tholeiitic Mesoproterozoic mafic intrusions of the SWAmazonian Craton the Serra da Providencia, Colorado, and Nova Brasilandia bimodal suites - indicates that parental melts of the Nova Lacerda swarm were derived from the most enriched mantle source. This enrichment was probably caused by the stronger influence of the EMI component on the DMM end-member. These data, coupled with trace element bulk-rock geochemistry of the country rocks, and comparisons with the Colorado Complex of similar age, suggest a continental-margin arc setting for the emplacement of the Nova Lacerda dikes.

Implicações sobre a natureza das fontes mantélicas envolvidas na gênese da Província Magmática do Paraná

Neste estudo, buscou-se compreender os processos e materiais que contribuíram às fontes mantélicas envolvidas na gênese da Província Magmática do Paraná (PMP). O papel que a crosta, a litosfera e o manto terrestre (raso ou profundo) desempenham na geração de assinaturas químicas e isotópicas em basaltos de derrames continentais e oceânicos tem sido um tema intensamente pesquisado e muito debatido na literatura internacional (e.g., Sheth, 2005). Embora muitos estudos já tenham sido conduzidos na PMP, existe ainda uma grande controvérsia com relação à natureza das regiões-fonte dos magmas (manto litosférico continental ou manto sublitosférico), como também acerca dos mecanismos geodinâmicos que provocam o início da fusão dessas regiões-fonte (e.g., Bellieni et al., 1984; Hawkesworth et al., 1992). Nesse contexto, uma grande quantidade de análises de elementos traço (litófilos e siderófilos), como também dados isotópicos de quatro sistemas de decaimento radioativo (Rb-Sr, Sm-Nd, U-Th-Pb e Re-Os), foram obtidos em basaltos que ocorrem no norte e sul da PMP. A regionalização geoquímica e isotópica (Sr-Nd-Pb) observada nas rochas basálticas da PMP tem sido frequentemente interpretada como resultante da fusão de manto litosférico subcontinental heterogêneo. Entretanto, dados geoquímicos de elementos altamente siderófilos e de razões isotópicas 187Os/188Os, obtidos neste estudo, indicam uma fonte mantélica homogênea, já que os basaltos baixo-TiO2 e alto- TiO2 possuem razões isotópicas de ósmio muito similares (187Os/188Osi = 0,1295±0,0018), as quais são distintas daquelas de manto litosférico subcontinental antigo (Proterozoico ou Arqueano; 187Os/188Os = 0,113). Os dados isotópicos Re-Os exibem uma tendência linear (187Re/188Os versus 187Os/188Os), definindo uma isócrona de boa qualidade (idade = 131,6 ± 2,3 Ma), consistente com as idades obtidas em trabalhos anteriores utilizando o método 40Ar/39Ar. Comumente, a PMP tem sido geneticamente ligada ao hotspot Tristão da Cunha via Rio Grande Rise e Walvis Ridge. No entanto, as razões isotópicas de ósmio determinadas nas rochas da Ilha de Tristão da Cunha são muito distintas daquelas dos basaltos da PMP, reforçando que essa pluma não deve ter contribuído com matéria na gênese dessas rochas. Desta forma, para explicar todas as características isotópicas dos basaltos da PMP é necessário o envolvimento de três componentes mantélicos (Marques et al., 1999). Um deles, empobrecido e semelhante ao DMM, estaria presente na fonte dos basaltos alto-TiO2 e baixo-TiO2, dominando as composições isotópicas de ósmio. Os outros dois componentes enriquecidos (EM-I e EM-II) seriam responsáveis pelas variações nas composições isotópicas de Sr-Nd-Pb. Na gênese dos basaltos alto-TiO2 provavelmente ocorreu envolvimento de crosta continental inferior delaminada (EM-I), enquanto nas rochas baixo-TiO2 há indicação de participação de crosta continental superior reciclada (EM-II). O componente empobrecido possui composição semelhante à de peridotitos de arco, sendo que essa assinatura isotópica pode ter sido gerada por processos metassomáticos relacionados a processos de subducção neoproterozóicas, que teriam modificado o manto astenosférico (DMM). No processo de aglutinação do Gondwana esse manto astenosférico metassomatizado pode ter sido incorporado à base da litosfera, sofrendo posterior refusão, por ocasião da atividade ígnea da PMP.

Petrogenesis of syntectonic granites emplaced at the transition from thrusting to transcurrent tectonics in post-collisional setting: Whole-rock and Sr-Nd-Pb isotope geochemistry in the Neoproterozoic Quatro Ilhas and Mariscal Granites, Southern Brazil

The Neoproterozoic post-collisional period in southern Brazil (650-580 Ma) is characterized by substantial volumes of magma emplaced along the active shear zones that compose the Southern Brazilian Shear Belt. The early-phase syntectonic magmatism (630-610 Ma) is represented by the porphyritic, high-K, metaluminous to peraluminous Quatro Ilhas Granitoids and the younger heterogranular, slightly peraluminous Mariscal Granite. Quatro II has Granitoids include three main petrographic varieties (muscovite-biotite granodiorite mbg; biotite monzogranite - bmz: and leucogranite - lcg) that, although sharing some significant geochemical characteristics, are not strictly comagmatic, as shown by chemical and Sr-Nd-Pb isotope data. The most primitive muscovite-biotite granodiorite was produced by contamination of more mafic melts (possibly with some mantle component) with peraluminous crustal melts; the biotite monzogranite, although more felsic, has higher Ca, MgO,TiO2 and Ba, and lower K2O, FeOt, Sr and Rb contents, possibly reflecting some mixing with coeval mafic magmas of tholeiitic affinity; the leucogranite may be derived from pure crustal melts. The Mariscal Granite is formed by two main granite types which occur intimately associated in the same pluton, one with higher K (5-6.5 wt.% K2O) high Rb and lower CaO, Na2O, Ba and Zr as compared to the other (3-5 wt.% of K2O). The two Mariscal Granite varieties have compositional correspondence with fine-grained granites (fgg) that occur as tabular bodies which intruded the Quatro Ilhas Granoitoids before they were fully crystallized, and are inferred to correspond to the Mariscal Granite feeders, an interpretation that is reinforced by similar U-Pb zircon crystallization ages. The initial evolution of the post-collisional magmatism, marked by the emplacement of the Quatro Ilhas Granitoids varieties, activated sources that produced mantle and crustal magmas whose emplacement was controlled both by flat-lying and transcurrent structures. The transition from thrust to transcurrent-related tectonics coincides with the increase in the proportion of crustal-derived melts. The transcurrent tectonics seems to have played an essential role in the generation of mantle-derived magmas and may have facilitated their interaction with crustal melts which seem to be to a large extent the products of reworking of orthogneiss protoliths. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.