Litogeoquímica E aspectos Petrogenéticos dos basaltos da Província Magmática do Paraná na porção centro-norte do Estado de São Paulo

The petrographic and geochemical characterization of flood basalts of Serra Geral Formation are here presented. The investigated areas are situated in four different regions of São Paulo state: Jaú, Ribeirão Preto, Franca and Fernandópolis. They represent almost the total area of outcrops of basalts in the São Paulo State. The petrographical data reveals that these rocks are constituted mainly by plagioclase (30-40%), pyroxenes, augite and pigeonita (20-30%) and magnetite (5-15%), and show a intergranular texture and its varieties intersertal, hialophitic and pilotaxitic. The geochemical data show a basic and tholeiitic affinity of the studied basalts, with high-Ti content (TiO2 > 1.8%), typical of the northern region of Paraná Basin. Three different magma-types were recognized: Paranapanema, Urubici and Pitanga. The first magma-type is concentrated in the Fernandópolis region, the second in the Franca region, and the Pitanga occurs in the Ribeirão Preto and Jaú regions. The distribution patterns of these magma-types and the detailed study of geochemical data showed that they are, probably, generated by a melting of a continental lithospheric mantle.

Parâmetros físicos pré-eruptivos do magmatismo ácido da província magmática do Paraná: Resultados preliminares

A set of 12 samples of acid rock types Palmas (ATP) and Chapecó (ATC) was used to determine the chemical composition of plagioclase and pyroxene by electron microprobe, with the purpose to get information about the pressure and temperature of crystallization of these rocks. The results show that the pyroxene of ATP rocks (3,2 ± 1,2 kbar, max = 5,1 kbar and 1028 ± 38°C) were formed under pressure conditions higher than those ATC (1,8 ± 0,9 kbar, max = 3,4 kbar and 995 ± 26oC). However, the pressures obtained from plagioclase showed higher pressures for ATC (3.2 ± 1 kbar, max = 6,4 kbar and 1033 ± 12°C) than ATP (1,9 ± 1 kbar, max = 4,8 kbar and 1043 ± 5°C), suggesting that the crystallization of rocktype ATP began with the formation of pyroxene and plagioclase almost simultaneously at a depth of around 17 km while the ATC, began with the crystallization of plagioclase at a depth of about 21 km (assuming a gradient of 3,3 kbar/km). The geothermometry of plagioclase allow us to calculate the concentration of water from about 1 ± 0,3% H2O for both acid rock types. Additional calculations allow us to get the depth of water exsolution of magmatic liquid at 30m below the surface. Although the data are still preliminary and insufficient to model the extrusion of these rocks, they point out to an effusion mechanism of a partially fluidized magma by volatile, which would spread to large areas with small friction with the surface that would increased with the increase of viscosity caused by the loss of volatile and decreasing of temperature, developing coherent structures as lava flows.

Petrologia e caracterização geoquímica das fontes mantélicas da região noroeste da província magmática do Paraná

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Quimioestratigrafia do vulcanismo ácido mesozóico da província magmática do Paraná: porção SE do estado de Santa Catarina

The Mesozoic acid volcanism of the Paraná-Etendeka Province can be considered as one of the biggest events of its kind in the Earth's surface, and its study have attracted special interest in characterizing the end of magmatism that preceded the rupture process and the formation of continental Africa and South America Although significant, the acid volcanism featuring Members Chapecó Palmas and Serra Geral Formation represents only 2.5% of the total generated by the magmatic rocks and perhaps therefore the existing literature on these rocks is well less significant than that on the basalts. However, there are still aspects still unclear about the origin and evolution of these rocks in relation to the associated basalts. Thus, two profiles were selected, called RA and TA, which be a systematic collection of samples from the base where the Botucatu Formation sandstones occur at the top, where they observe Palmas acid rock type. These samples should be analyzed for major, minor and trace elements and treated in specific diagrams to define the vertical variation lithochemistry and their possible relationships with the associated basalts

Estratigrafia do vulcanismo mesozóico ácido da província magmática do Paraná

The Paraná Magmatic Province was generated by a large volcanic event occurred in the Lower Cretaceous, it was a phenomenon that preceded the fragmentation of the supercontinent Gondwana. In Brazil the volcanic rocks overlying about 75% of the surface of the Parana basin being the Serra Geral Formation essentially represented by basalts and andesites of tholeiitic nature and subordinate porphyritic rhyodacites, called Chapecó type and aphyric rhyolites, Palms type. Based on the chemical compositions, rocks of Palmas type are subdivided into Santa Maria, Clevelândia, Caxias do Sul, Jacuí and Anita Garibaldi. Rocks of Chapecó type are grouped into three distinct subtypes called Guarapuava, Tamarana and Ourinhos. These acidic rocks that overlying basalts are of two main types: high-Ti (Paranapanema, Pitanga and Urubici) and low-Ti (Gramado, Esmeralda and Ribeira). Representative profiles of these rocks were studied in detail in order to establish the lithostratigraphy and Chemostratigraphy of Palmas and Chapecó type. To do this was made a field work and the use of a database with 1109 samples with their geographical coordinates and geochemical information of major and trace elements, which were launched in maps generated by Google Earth. From these maps, it was verified that rocks of the Palmas type are distributed predominantly in the south region of the basin in the state of Rio Grande do Sul, accumulated along Torres Syncline, while those Chapecó type occur in the plateaus of midwestern Paraná, in this region was observed that Chapecó type overlap those Palmas type. In the profiles studied, within Palmas type, Caxias do Sul type is spread throughout the southern region of the basin, occurring at the base of the acid volcanic sequences, in other words, they are older compared to the others. It was also observed that the rocks of Santa Maria and Anita Garibaldi type occupy the top of the sequences, both covering rocks of Caxias do Sul..

Vulcanologia e petrologia das rochas vulcânicas ácidas da Província Magmática do Paraná

Pós-graduação em Geologia Regional - IGCE

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.

Geologia, Geocronologia, Geoquímica e Petrogênese das Rochas Ígneas Cretácicas da Província Magmática do Cabo e suas Relações com as Unidades Sedimentares da Bacia de Pernambuco (NE do Brasil)

The area studied forms a thin NNE-directed belt situated south of Recife town (Pernambuco state), northeastern Brazil. Geologically, it comprises the Pernambuco Basin (PB), which is limited by the Pernambuco Lineament to the north, the Maragogi high to the south and the Pernambuco Alagoas massif to the west, all of them with Precambrian age. This thesis reports the results obtained for the Cabo Magmatic Province (CMP), aiming the characterization of the geology, stratigraphy, geochronology, geochemistry and petrogenesis of the Cretaceous igneous rocks presented in the PB. The PB is composed of the Cabo Formation (rift phase) at the base (polymictic conglomerates, sandstones, shales), an intermediate unit, the Estiva Formation (marbles and argillites), and, at the top, the Algodoais Formation (monomictic conglomerates, sandstones, shales). The CMP is represented by trachytes, rhyolites, pyroclastics (ignimbrites), basalts / trachy-andesites, monzonites and alkali-feldspar granite, which occur as dykes, flows, sills, laccoliths and plugs. Field observations and well descriptions show that the majority of the magmatic rocks have intrusive contacts with the Cabo Formation, although some occurrences are also suggestive of synchronism between volcanism and siliciclastic sedimentation. 40Ar/39Ar and zircon fission tracks for the magmatic rocks indicate an average age of 102 r 1 Ma for the CMP. This age represents an expressive event in the province and is detected in all igneous dated materials. It is considered as a minimum age (Albian) for the magmatic episode and the peak of the rift phase in the PB. The 40Ar/39Ar dates are about 10-14 Ma younger than published palynologic ages for this basin. Geochemically, the CMP may be divided in two major groups; i) a transitional to alkaline suite, constituted by basalts to trachy-andesites (types with fine-grained textures and phenocrysts of sanidine and plagioclase), trachytes (porphyrytic texture, with phenocrysts of sanidine and plagioclase) and monzonites; ii) a alkaline suite, highly fractionated, acidic volcano-plutonic association, formed by four subtypes (pyroclastic flows ignimbrites, fine-to medium-grained rhyolites, a high level granite, and later rhyolites). These four types are distinguished essentially by field aspects and petrographic and textural features. Compatible versus incompatible trace element concentrations and geochemical modeling based on both major and trace elements suggest the evolution through low pressure fractional crystallization for trachytes and other acidic rocks, whereas basalts / trachy-andesites and monzonites evolved by partial melting from a mantle source. Sr and Nd isotopes reveal two distinct sources for the rocks of the CMP. Concerning the acidic ones, the high initial Sr ratios (ISr = 0.7064-1.2295) and the negative HNd (-0.43 to -3.67) indicate a crustal source with mesoproterozoic model ages (TDM from 0.92 to 1.04 Ga). On the other hand, the basic to intermediate rocks have low ISr (0.7031-0.7042) and positive HNd (+1.28 to +1.98), which requires the depleted mantle as the most probable source; their model ages are in the range 0.61-0.66 Ga. However, the light rare earth enrichment of these rocks and partial melting modeling point to an incompatible-enriched lherzolitic mantle with very low quantity of garnet (1-3%). This apparent difference between geochemical and Nd isotopes may be resolved by assuming that the metasomatizing agent did not obliterate the original isotopic characteristics of the magmas. A 2 to 5% partial melting of this mantle at approximately 14 kbar and 1269oC account very well the basalts and trachy-andesites studied. By using these pressure and temperatures estimates for the generation of the basaltic to trachy-andesitic magma, it is determined a lithospheric stretching (E) of 2.5. This E value is an appropriated estimate for the sub-crustal stretching (astenospheric or the base of the lithosphere?) region under the Pernambuco Basin, the crustal stretching probably being lower. The integration of all data obtained in this thesis permits to interpret the magmatic evolution of the PB as follows; 1st) the partial melting of a garnet-bearing lherzolite generates incompatible-enriched basaltic, trachy-andesitic and monzonitic magmas; 2nd) the underplating of these basaltic magmas at the base of the continental crust triggers the partial melting of this crust, and thus originating the acidic magmas; 3rd) concomitantly with the previous stage, trachytic magmas were produced by fractionation from a monzonitic to trachy-andesitic liquid; 4th) the emplacement of the several magmas in superficial (e.g. flows) or sub-superficial (e.g. dykes, sills, domes, laccoliths) depths was almost synchronically, at about 102 r 1 Ma, and usually crosscutting the sedimentary rocks of the Cabo Formation. The presence of garnet in the lherzolitic mantle does not agree with pressures of about 14 kbar for the generation of the basaltic magma, as calculated based on chemical parameters. This can be resolved by admitting the astenospheric uplifting under the rift, which would place deep and hot material (mantle plume?) at sub-crustal depths. The generation of the magmas and their subsequent emplacement would be coupled with the crustal rifting of the PB, the border (NNE-SSW directed) and transfer (NW-SE directed) faults serving as conduits for the magma emplacement. Based on the E parameter and the integration of 40Ar/39Ar and palynologic data it is interpreted a maximum duration of 10-14 Ma for the rift phase (Cabo Formation clastic sedimentation and basic to acidic magmatism) of the PB

Geologia e aspectos petrológicos das rochas intrusivas e efusivas mesozóicas de parte da borda leste da Bacia do Paraná no Estado de São Paulo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Quimioestratigrafia em basaltos da Formação Serra Geral (Bacia do Paraná) nas regiões centro-oeste de São Paulo e oeste do Paraná: resultados preliminares

A Província Magmática do Paraná-Etendeka, ou ainda Formação Serra Geral assim definida na estratigrafia da Bacia do Paraná, constitui um dos maiores registros vulcânicos em área continental do planeta. O grande volume de magma é evidenciado não só pelas rochas expostas, que contemplam o sul e parte do sudeste brasileiro, mas também pela forte heterogeneidade geoquímica e petrográfica das rochas básicas, intermediárias e ácidas, que integram a placa Sul-Americana. Os trabalhos que abordam a caracterização geoquímica dos diferentes tipos de magmas, obtidos por meio de coleta sistemática de superfície são bastante abundantes, porem pouco são aqueles que abordam a quimioestratigrafia dos basaltos por meio de poços de sondagem buscando as relações estratigráficas aplicadas ao entendimento da evolução dos diferentes tipos de magmas, fontes, intervalo de idades e variações petrográficas sem a influência direta de falhas tectônicas que interferiam no aspecto fidedigno dos dados. Com isso, este trabalho em andamento, com 15 sequencias vulcânicas completas obtidas por meio de poços de sondagem nos estados de São Paulo e Paraná, com até 1156 metros de espessura, são investigados para elementos maiores, traços, terras-raras, isótopos (Pb, Sr e Nd) e idades (Ar-Ar) buscando a compreensão de processos de diferenciação magmática in situ e até mesmo considerações sobre o grau de fusão, fontes mantélicas envolvidas, correlação com a parte sul da província magmática e relação com a fase rifte da placa sul-americana. Os resultados, ainda que preliminares, mostraram que a média da espessura de cada pulso magmático é de 35 metros de rocha basáltica variando de 2 até 90 metros, sendo que a pilha mais profunda alcança 970 metros na região noroeste do estado de São Paulo podendo chegar até 1200 se for considerado a espessura dos sills intrudidos nos sedimentos paleozoicos sotopostos. Já os dados geoquímicos mostraram que as regiões investigadas são compostas exclusivamente por basaltos toleíticos do tipo alto-Ti, com concentrações em TiO2 variando entre 1,77% e 3,66% e MgO de 2,88% até 4,95%, podendo ser divididos em dois subtipos distintos, denominados de Pitanga e Paranapanema conforme classificação de Peate et al. (1992). O primeiro está enriquecido em Nb (8%), K (9%), La (11%), Ce (18%), P (8%), Nd (20%), Zr (19%), Sm (17%), Eu (15%) e Ti (15%) em relação ao segundo. Também é possível verificar que os magmas se alternam na posição estratigráfica sendo iniciado pelo tipo Pitanga (em contato direto com os arenitos eólicos da Formação Botucatu) seguindo pelo magma Paranapanema onde o primeiro, em espessura, e dominante em 60% em relação ao segundo. Por fim, mesmo que o trabalho ainda esteja em fase inicial, é possível concluir que os basaltos investigados podem ter sido abastecidos por mais de uma câmara magmática, que extravasaram suas lavas em épocas distintas, iniciando com basaltos do tipo Pitanga, em contato com os arenitos da Formação Botucatu, e encerrando a pilha edificada com aqueles do tipo Paranapanema.

A formação Serra Geral na porção centro-norte do estado de São Paulo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Rochas basálticas da formação serra geral no município de Araçatuba, estado de São Paulo

Pós-graduação em Geologia Regional - IGCE

Geomorfometria da região de Fartura (SP)

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Caracterização magnetométrica do Sill de Limeira-SP

The purpose of this study is to characterize the geological subsurface structure of the diabase sill of the Paraná Magmatic Province intruded in the Itararé Group, located near the city of Limeira, in the east-central region of São Paulo state. The magnetometric method served as an important tool defining the igneous body in view of the great contrast between the physical properties of the diabase sill and the host sandstones. Previous cartographic data signaled in region a possible lateral continuity in subsurface, of the various sills that occur in the region. However, the magnetic data obtained herein indicate that the area of occurrence of this body is very restricted and independent of the others observed in the region. The analysis of the radial average power spectrum obtained allowed determine the interval of number of waves adequate for the separation of shallow and deep sources, and thus conclude that the sill of the Limeira region is located more than 100 m deep.