U-Pb geochronology of the southern Brasília belt (SE-Brazil): Sedimentary provenance, Neoproterozoic orogeny and assembly of West Gondwana

The Brasília belt borders the western margin of the São Francisco Craton and records the history of ocean opening and closing related to the formation of West Gondwana. This study reports new U-Pb data from the southern sector of the belt in order to provide temporal limits for the deposition and ages of provenance of sediments accumulated in passive margin successions around the south and southwestern margins of the São Francisco Craton, and date the orogenic events leading to the amalgamation of West Gondwana. Ages of detrital zircons (by ID-TIMS and LA-MC-ICPMS) were obtained from metasedimentary units of the passive margin of the São Francisco Craton from the main tectonic domains of the belt: the internal allochthons (Araxá Group in the Áraxá and Passos Nappes), the external allochthons (Canastra Group, Serra da Boa Esperança Metasedimentary Sequence and Andrelândia Group) and the autochthonous or Cratonic Domain (Andrelândia Group). The patterns of provenance ages for these units are uniform and are characterised as follows: Archean- Paleoproterozoic ages (3.4-3.3, 3.1-2.7, and 2.5-2.4Ga); Paleoproterozoic ages attributed to the Transamazonian event (2.3-1.9Ga, with a peak at ca. 2.15Ga) and to the ca. 1.75Ga Espinhaço rifting of the São Francisco Craton; ages between 1.6 and 1.2Ga, with a peak at 1.3Ga, revealing an unexpected variety of Mesoproterozoic sources, still undetected in the São Francisco Craton; and ages between 0.9 and 1.0Ga related to the rifting event that led to the individualisation of the São Francisco paleo-continent and formation of its passive margins. An amphibolite intercalation in the Araxá Group yields a rutile age of ca. 0.9Ga and documents the occurrence of mafic magmatism coeval with sedimentation in the marginal basin. Detrital zircons from the autochthonous and parautochthonous Andrelândia Group, deposited on the southern margin of the São Francisco Craton, yielded a provenance pattern similar to that of the allochthonous units. This result implies that 1.6-1.2Ga source rocks must be present in the São Francisco Craton. They could be located either in the cratonic area, which is mostly covered by the Neoproterozoic epicontinental deposits of the Bambuí Group, or in the outer paleo-continental margin, buried under the allochthonous units of the Brasília belt. Crustal melting and generation of syntectonic crustal granites and migmatisation at ca. 630Ma mark the orogenic event that started with westward subduction of the São Francisco plate and ended with continental collision against the Paraná block (and Goiás terrane). Continuing collision led to the exhumation and cooling of the Araxá and Passos metamorphic nappes, as indicated by monazite ages of ca. 605Ma and mark the final stages of tectonometamorphic activity in the southern Brasília belt. Whilst continent-continent collision was proceeding on the western margin of the São Francisco Craton along the southern Brasília belt, eastward subduction in the East was generating the 634-599Ma Rio Negro magmatic arc which collided with the eastern São Francisco margin at 595-560Ma, much later than in the Brasília belt. Thus, the tectonic effects of the Ribeira belt reached the southernmost sector of the Brasília belt creating a zone of superposition. The thermal front of this event affected the proximal Andrelândia Group at ca. 588Ma, as indicated by monazite age. The participation of the Amazonian craton in the assembly of western Gondwana occurred at 545-500Ma in the Paraguay belt and ca. 500Ma in the Araguaia belt. This, together with the results presented in this work lead to the conclusion that the collision between the Paraná block and Goiás terrane with the São Francisco Craton along the Brasília belt preceded the accretion of the Amazonian craton by 50-100 million years. © 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Geoelectrical prospection of disseminated sulfide mineral occurrences in Camaquã Sedimentary Basin, Rio Grande do Sul State, Brazil

The mineral exploration is a complex activity that should involve a combination of direct and indirect techniques of geological investigation. The growing demand for base metals in the national and international market provides the revaluation of mineral occurrences that can become deposits and mines. This paper presents the results of the electrical resistivity and induced polarization geophysical methods in azimuthal arrangement, applied in a mineral occurrence of disseminated copper sulfides, previously studied through trenches and core drilling, located in the Camaquã Sedimentary Basin, Rio Grande do Sul State, Brazil. The inversion models indicate the coincidence of high chargeability and low resistivity values. The integration of geophysical data permitted the elaboration of 3D attributes visualization models for the mineralization enclosed in volcanic tuffs. The integrated geophysical and geological analysis indicates the potential of a new mineralized area. © 2012 Sociedade Brasileira de Geofísica.

A comparative study of aquifer systems occurring at the Paraná sedimentary basin, Brazil: U-isotopes contribution

The radioactivity due to 238U and 234U in three aquifer systems occurring within the Paraná sedimentary basin, South America, has been investigated. Uranium is much less dissolved from fractured igneous rocks than from the porous sedimentary rocks as indicated by the U-mobility coefficients between 7. 6 × 10-6 and 1. 2 × 10-3 g cm-3. These values are also compatible with the U preference ratios relative to Na, K, Ca, Mg and SiO2, which showed that U is never preferentially mobilized in the liquid phase during the flow occurring in cracks, fissures, fractures and faults of the igneous basaltic rocks. Experimental dissolution of diabase grains on a time-scale laboratory has demonstrated that the U dissolution appeared to be a two-stage process characterized by linear and second-order kinetics. The U dissolution rate was 8 × 10-16 mol m-2 s-1 that is within the range of 4 × 10-16-3 × 10-14 mol m-2 s-1 estimated for other rock types. The 234U/238U activity ratio of dissolved U in solutions was higher than unity, a typical result expected during the water-rock interactions when preferential 234U-leach from the rock surfaces takes place. Some U-isotopes data allowed estimating 320 ka for the groundwater residence time in a sector of a transect in São Paulo State. A modeling has been also realized considering all U-isotopes data obtained in Bauru (35 samples), Serra Geral (16 samples) and Guarani (29 samples) aquifers. The results indicated that the Bauru aquifer waters may result from the admixture of waters from Guarani (1. 5 %) and Serra Geral (98. 5 %) aquifers. © 2012 Springer-Verlag.

Occurrence of Cu and Cr in the sedimentary humic substances and pore water from a typical sugar cane cultivation area in São Paulo, Brazil

Purpose: The purpose of this paper is to study the interactions of sedimentary humic substances (SHS) from a sugarcane cultivation area with Cu(II) and Cr(III) and to evaluate the occurrence of these metals in the pore water and SHS. Materials and methods: For this study, the northwestern region of the State of São Paulo, Brazil, which is considered the region with the highest production of sugar cane in the state, was selected. Samples of sediment were collected from four sampling sites in the Preto, Turvo, and Grande rivers. The SHS and pore water were extracted from the sediment using the method suggested by the International Humic Substances Society and centrifugation, respectively. The complexing capacity (CC) of the SHS for Cu(II) and Cr(III) was determined by individually titrating these metals with an ultrafiltration system using tangential flow. The total concentrations of Cr and Cu were determined for the pore water, sediments, and humic substances with graphite furnace atomic absorption spectrometry and Zeeman background correction after an acid digestion, according to the methods described in US EPA Method 3050B. Results and discussion: The SHS from a site in the Turvo River, which is typically cultivated with sugarcane, possessed the highest concentration of Cu bound to SHS (25.0%), the largest CC (0.63 mmol Cu g-1 HS) and the highest concentration of this metal in the pore water (1.38 mg Cu Kg-1 sed.). For Cr, the SHS collected from a location on the Preto River dam had the largest CC (0.90 mmol Cr g-1 HS) and the lowest Cr content in the pore water (0.29 mg Cr Kg-1 sed.), indicating that there was an inverse relationship between the CC and the concentration of metal available in the pore water. Conclusions: Sedimentary humic substances might be one of the regulatory factors controlling the availability of Cu and Cr in the sediments found in a typical region that has been planted with sugarcane. Distinct behaviors were observed between the two elements investigated; higher CC and a larger fraction of Cu(II) were found in the pore water of samples originating from sugarcane crops. The opposite behavior was observed for the Cr(III) species. © 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Diagênese e alteração hidrotermal em rochas sedimentares da formação Corumbataí, Permiano Superior, Mina Granusso, Cordeirópolis/SP

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicação de redes neurais no controle de teores de cobre e ouro do depósito de Chapada (GO)

Pós-graduação em Geologia Regional - IGCE

Mangrove sedimentary characteristics and implications for crab Ucides cordatus (Crustacea, Decapoda, Ucididae) distribution in an estuarine area of the Amazonian region

Na zona costeira, sedimentos, água e organismos interagem intensamente. Nas costas equatoriais dominadas por maré os manguezais são abundantes. Estas áreas são conhecidas por sua importância ecológica. No caso dos manguezais da costa atlântica da América do Sul o caranguejo-uçá Ucides cordatus (Linnaeus, 1763) se destaca por sua relevância ecológica e econômica, sendo que altas densidades deste organismo são encontradas na zona costeira amazônica. O presente estudo investiga a distribuição de sedimentos nos manguezais de Bragança (costa Amazônica, Brasil) e suas correlações com a vegetação e a distribuição do caranguejo-uçá. Quarenta e sete amostras de sedimento foram avaliadas, assim como caranguejos de 8 destas áreas foram coletados, onde o tipo dominante de vegetação foi também identificado. Os resultados demonstram que os sedimentos superficiais, assim como no extrato 0,8 a 1 m de profundidade, na área são principalmente compostos por silte (59%), incluindo em média 21% de areia e 20% de argila. O tipo de vegetação predominante foi significativamente correlacionado com a abundância e tamanho/peso dos caranguejos. As características sedimentares também foram substancialmente diferentes dependendo da vegetação. Áreas dominadas por Avicennia germinans tiveram mais areia e argila que as áreas dominadas por Rizophora mangle, onde a fração silte prevalece grandemente e os caranguejos eram significativamente maiores e mais abundantes. Os resultados demonstraram que sedimentos, invertebrados bentônicos e vegetação estão intimamente relacionados nos manguezais e devem ser estudados de maneira integrada.

Estudos isotópicos (Pb, O, H, S) em zonas alteradas e mineralizadas do depósito cupro-aurífero Visconde, Província Mineral de Carajás

O depósito cupro-aurífero Visconde está localizado na Província Mineral de Carajás, a cerca de 15 km a leste do depósito congênere de classe mundial Sossego. Encontra-se em uma zona de cisalhamento de direção WNW-ESE, que marca o contato das rochas metavulcanossedimentares da Bacia Carajás com o embasamento. Nessa zona ocorrem outros depósitos hidrotermais cupro-auríferos com características similares (Alvo 118, Cristalino, Jatobá, Bacaba, Bacuri, Castanha), que têm sido enquadrados na classe IOCG (Iron Oxide Copper-Gold), embora muitas dúvidas ainda existam quanto a sua gênese, principalmente no que diz respeito à idade da mineralização e fontes dos fluidos, ligantes e metais. O depósito Visconde está hospedado em rochas arqueanas variavelmente cisalhadas e alteradas hidrotermalmente, as principais sendo metavulcânicas félsicas (2968 ± 15 Ma), o Granito Serra Dourada (2860 ± 22 Ma) e gabros/dioritos. Elas registram diversos tipos de alteração hidrotermal com forte controle estrutural, destacando-se as alterações sódica (albita + escapolita) e sódico-cálcica (albita + actinolita ± turmalina ± quartzo ± magnetita ± escapolita), mais precoces, que promoveram a substituição ubíqua de minerais primários das rochas e a disseminação de calcopirita, pirita, molibdenita e pentlandita. Dados isotópicos de oxigênio e hidrogênio de minerais representativos desses tipos de alteração mostram que os fluidos hidrotermais foram quentes (410 – 355°C) e ricos em ¹⁸O (δ¹⁸O_H2O= +4,2 a 9,4‰). Sobreveio a alteração potássica, caracterizada pela intensa biotitização das rochas, a qual ocorreu concomitantemente ao desenvolvimento de foliação milonítica, notavelmente desenhada pela orientação de palhetas de biotita, que precipitaram de fluidos com assinatura isotópica de oxigênio similar à dos estágios anteriores (δ¹⁸O_H2O entre +4,8 e +7,2‰, a 355°C). Microclina e alanita são outras fases características desse estágio, além da calcopirita precipitada nos planos da foliação. A temperaturas mais baixas (230 ± 11°C), fluidos empobrecidos em ¹⁸O (δ¹⁸O_H2O = -1,3 a +3,7‰) geraram associações de minerais cálcico-magnesianos (albita + epidoto + clorita ± calcita ± actinolita) que são contemporâneas à mineralização. Valores de δ¹⁸D_H2O e δO_H2O indicam que os fluidos hidrotermais foram inicialmente formados por águas metamórficas e formacionais, a que se misturou alguma água de fonte magmática. Nos estágios tardios, houve considerável influxo de águas superficiais. Diluição e queda da temperatura provocaram a precipitação de abundantes sulfetos (calcopirita ± bornita ± calcocita ± digenita), os quais se concentraram principalmente em brechas tectônicas - os principais corpos de minério - que chegam a conter até cerca de 60% de sulfetos. Veios constituídos por minerais sódico-cálcicos também apresentam comumente sulfetos. A associação de minerais de minério e ganga indica uma assinatura de Cu-Au- Fe-Ni-ETRL-B-P para a mineralização. Os valores de δ³⁴S (-1,2 a +3,4‰) de sulfetos sugerem enxofre de origem magmática (proveniente da exsolução de magmas ou da dissolução de sulfetos das rochas ígneas pré-existentes) e precipitação em condições levemente oxidantes. Datação do minério por lixiviação e dissolução total de Pb em calcopirita forneceu idades de 2736 ± 100 Ma e 2729 ± 150 Ma, que indicam ser a mineralização neoarqueana e, a despeito dos altos erros, permite descartar um evento mineralizador paleoproterozoico. A idade de 2746 ± 7 Ma (MSDW=4,9; evaporação de Pb em zircão), obtida em um corpo granítico não mineralizado (correlacionado à Suíte Planalto) que ocorre na área do depósito, foi interpretada como a idade mínima da mineralização. Assim, a formação do depósito Visconde teria relação com o evento transpressivo ocorrido entre 2,76 e 2,74 Ga, reponsável pela inversão da Bacia Carajás e pela geração de magmatismo granítico nos domínios Carajás e de Transição. Esse evento teria desencadeado reações de devolatilização em rochas do Supergrupo Itacaiúnas, ou mesmo, provocado a expulsão de fluidos conatos salinos aprisionados em seus intertícios. Esses fluidos teriam migrado pelas zonas de cisalhamento e reagido com as rochas (da bacia e do embasamento) pelas quais se movimentaram durante a fase dúctil. As concentrações subeconômicas do depósito Visconde devem ser resultado da ausência de grandes estruturas que teriam favorecido maior influxo de fluidos superficiais, tal como ocorreu na formação dos depósitos Sossego e Alvo 118.

Paleoambiente e diagênese da formação Itaituba, carbonífero da bacia do Amazonas, com base em testemunho de sondagem, região de Uruará, Pará

A Formação Itaituba de idade carbonífera representa a sedimentação carbonática de depósitos transgressivos do Grupo Tapajós da Bacia do Amazonas. A sucessão Itaituba é interpretada como depósitos de planície de maré mista, constituídos de calcários fossilíferos, dolomitos finos, arenitos finos a grossos e subordinadamente siltitos avermelhados, evaporitos e folhelhos negros. A análise de fácies e microfácies do testemunho de sondagem da região de Uruará, Estado do Pará, permitiu individualizar dezenove fácies agrupadas em cinco associações: planície de maré (AF1), canal de maré (AF2), laguna (AF3), barra bioclástica (AF4) e plataforma externa (AF5). AF1 é composta por arenito fino com rip-up clasts e gretas de contração, marga com grãos de quartzo e feldspato, dolomudstone laminado com grãos terrígenos e dolomito fino silicificado, com intercalação de argilito com grãos de quartzo disseminados, dolomitizado e localmente com sílica microcristalina. AF2 consiste em arenito médio a grosso com estratificação cruzada acanalada, recoberta por filmes pelíticos nos foresets, arenito muito fino a fino com acamamento wavy, siltito laminado com falhas sinsedimentares e acamamento convoluto. AF3 é constituída de siltito vermelho maciço, mudstone com fósseis, floatstone com braquiópodes e pirita disseminada e mudstone maciço com frequentes grãos de quartzo. AF4 e AF5 exibem abundantes bioclastos representados por espinhos e fragmentos de equinodermas, conchas, fragmentos e espinhos de braquiópodes, ostracodes, foraminíferos, algas vermelhas e conchas de bivalves. AF4 é formada por grainstone oolítico fossilífero e grainstone com terrígenos principalmente grãos de quartzo monocristalino e AF5 se compõe de wackestone fossilífero, wackestone com terrígenos e mudstone maciço com grãos de quartzo monocristalino. Subarcósios (AF1), arcósios (AF2) e arcósios líticos (AF2) são os tipos de arenitos da sucessão Itaituba e apresentam como principais constituintes grãos de quartzo monocristalino e policristalino, K-feldspato, plagioclásio, pirita, muscovita detrítica, fragmento de rocha pelítica, metamórfica e chert e raros bioclastos. O cimento é de calcita espática não ferrosa, óxido/hidróxido de ferro e sobrecrescimento de sílica. A porosidade é intergranular, móldica e às vezes alongada, sem permeabilidade perfazendo até 11% da rocha. Os processos diagenéticos dos arenitos são compactação física, sobrecrescimento de sílica, cimentação de calcita, formação de matriz diagenética, compactação química, substituição de grãos, autigênese de pirita, formação de óxido/hidróxido de ferro e alteração do plagioclásio. Os processos diagenéticos dos carbonatos são: micritização, neomorfismo, colomitização, fraturamento, compactação química, cimentação de calcita, dissolução secundária e autigênese de minerais. A sucessão da Formação Itaituba representa um sistema de laguna/planície de maré ligada a uma plataforma marinha carbonática. Planícies de maré desenvolveram-se nas margens das lagunas e eram periodicamente supridas por influxos de terrígenos finos (silte) que inibiam a precipitação carbonática. Barras bioclásticas eram cortadas por canais de maré (inlet) que conectavam a laguna com a plataforma rasa rica em organismos bentônicos.

The mineralizing fluid in the Piaba gold deposit, São Luís cratonic fragment (NW-Maranhão, Brazil) based on fluid inclusion studies in quartz veins

O depósito aurífero de Piaba tornou-se a primeira mina em operação no fragmento cratônico São Luís, noroeste do Maranhão. Seu ambiente geológico compreende rochas metavulcanossedimentares do Grupo Aurizona e granitoides da Suíte Tromaí, entre outras unidades menores, formadas em ambiente de arcos de ilhas entre 2240 e 2150 Ma, juntamente com outras unidades menores. A mineralização é caracterizada por uma trama stockwork de veios e vênulas de quartzo com seus halos de alteração (clorita + muscovita + carbonato + pirita + calcopirita e ouro) hospedada em um granodiorito granofírico fino (Granófiro Piaba) e em rocha subvulcânica andesítica do Grupo Aurizona. O corpo mineralizado é espacialmente limitado à zona de cisalhamento ENE-WSW rúptil-dúctil (Falha Piaba). Estudos petrográficos, microtermométricos e por espectroscopia microRaman no quartzo definiram inclusões aquo-carbônicas bifásicas e trifásicas, produzidas por aprisionamento heterogêneo durante separação de fases, e fluidos aquosos tardios. A solução mineralizadora corresponde a um fluido aquo-carbônico composto por CO₂ (5 - 24 mol%, densidade de 0,96 - 0,99 g/cm³), H₂O (74 - 93 mol%), N₂ (< 1 mol%), CH₄ (<1mol%) e 5,5 % em peso NaCl equivalente. O minério depositou a 267 - 302ºC e 1,25 - 2,08 kbar, correspondendo a profundidades de 4 a 7 km, em consonância com o regime estrutural. A composição e o intervalo de P-T do fluido mineralizador, combinados com o caráter redutor (log ƒ_O2 -31,3 a -34,3) e a sulfetação da rocha hospedeira, sugerem que o ouro foi transportado como um complexo sulfetado. O minério foi depositado em consequência da separação de fase, redução da atividade de enxofre e da ƒO₂ pela interação fluido-rocha.

New insights on the occurrence of peperites and sedimentary deposits within the silicic volcanic sequences of the Parana Magmatic Province, Brazil

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

Seasonal variability of a conditional stability constant and the characterization of sedimentary humic substances from typical agricultural and urban areas

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

Electrochemical kinetic study of surface layer growth on natural pyrite in acid medium

This paper presents electrochemical experiments on natural pyrite that combine potentiostatic and voltammetric techniques. X-ray microanalysis is used as an auxiliary technique. The layer growth on pyrite surface is conducted in a wide range of pH and potential range: 3.4 <= pH <= 5.9 with E = 0.80 V (versus SHE), and 0.80 V <= E <= 1.00 V with pH 4.5 (versus SHE) in acetic acid-acetate buffer. This work is unique for two reasons: (1) phenomenological model about layer growth is applied and mathematical-physic consistence is verified and (2) Meyer's hypotheses of chemical mechanism are used to explain kinetic parameters of the phenomenological model. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

A study of the main oxidation products of natural pyrite by voltammetric and photoelectrochemical responses

(Photo)electrochemical experiments on pyrite electrodes in acetic acid-acetate buffer (pH = 4.5) are conducted to clarify the main oxidation reactions and the nature of the products. Electrochemical reactions in the -0.40 to 1.25 V (SHE) potential range are studied, and the production of iron (III) polysulfide from anodically formed iron oxides and polysulfides is discussed. Charges experimentally obtained are considered for the estimation of the most likely stoichiometry of the metallic polysulfide. The photoselectivity of the pyrite corrosion process indicates that the oxidation reactions of Fe2+ and S-2(2-) an not consecutive. The changes in stoichiometry and/or annihilation of crystalline structure defects are responsible for the observed photosensitivity of pyrite. A description of light effects on the interfacial behaviour and stability of pyrite is presented in terms of conduction and valence band energies, and thermodynamic potentials. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Modelo estrutural do maciço rochoso do Depósito de Cobre e Ouro da Mina da Chapada, Alto Horizonte, GO

The Cu-Au mine of Chapada is located in the municipality of Alto Horizonte, in the northwestern portion of Goiás state and is inserted in the geological context of the Brasilia Belt, specifically the Mara Rosa Magmatic Arc, which hosts important deposits of Au and Cu-Au. The rocks found in the study area belong mainly to the Volcano-Sedimentary Sequence of Mara Rosa and are composed of basic to acidic metavolcanic rocks, psammiticpellitic metasedimentary rocks, chemical rocks and also hydrothermal products. Late intrusions occur and are represented by pegmatitic dikes and tonalitic bodies. The ore deposit of the Chapada mine is formed predominantly by the chalcopyrite-pyritemagnetite association, where pyrite is the most abundant mineral. Through the structural mapping of the mining fronts, it was able to recognize three deformational phases (Dn, Dn +1, Dn +2). During the Dn phase, isoclinal recumbent folds were formed, in association with amphibolites facies metamorphism. Later, in phase Dn +1, there was formation of drag folds and intrafolial folds in association with retrograde metamorphism in the greenschist facies. The deformational phase Dn +2, in its turn, was responsible for late symmetrical folding of the foliation, with NS and EW axes, resulting in an interference pattern of the dome-and-basin type