Geochemistry and resonance ionization of platinum-group elements

Experimental studies were conducted with the goals of 1) determining the origin of Pt- group element (PGE) alloys and associated mineral assemblages in refractory inclusions from meteorites and 2) developing a new ultrasensitive method for the in situ chemical and isotopic analysis of PGE. A general review of the geochemistry and cosmochemistry of the PGE is given, and specific research contributions are presented within the context of this broad framework.

An important step toward understanding the cosmochemistry of the PGE is the determination of the origin of POE-rich metallic phases (most commonly εRu-Fe) that are found in Ca, AJ-rich refractory inclusions (CAI) in C3V meteorites. These metals occur along with γNi-Fe metals, Ni-Fe sulfides and Fe oxides in multiphase opaque assemblages. Laboratory experiments were used to show that the mineral assemblages and textures observed in opaque assemblages could be produced by sulfidation and oxidation of once homogeneous Ni-Fe-PGE metals. Phase equilibria, partitioning and diffusion kinetics were studied in the Ni-Fe-Ru system in order to quantify the conditions of opaque assemblage formation. Phase boundaries and tie lines in the Ni-Fe-Ru system were determined at 1273, 1073 and 873K using an experimental technique that allowed the investigation of a large portion of the Ni-Fe-Ru system with a single experiment at each temperature by establishing a concentration gradient within which local equilibrium between coexisting phases was maintained. A wide miscibility gap was found to be present at each temperature, separating a hexagonal close-packed εRu-Fe phase from a face-centered cubic γNi-Fe phase. Phase equilibria determined here for the Ni-Fe-Ru system, and phase equilibria from the literature for the Ni-Fe-S and Ni-Fe-O systems, were compared with analyses of minerals from opaque assemblages to estimate the temperature and chemical conditions of opaque assemblage formation. It was determined that opaque assemblages equilibrated at a temperature of ~770K, a sulfur fugacity 10 times higher than an equilibrium solar gas, and an oxygen fugacity 10⁶ times higher than an equilibrium solar gas.

Diffusion rates between -γNi-Fe and εRu-Fe metal play a critical role in determining the time (with respect to CAI petrogenesis) and duration of the opaque assemblage equilibration process. The diffusion coefficient for Ru in Ni (D^Ru_Ni) was determined as an analog for the Ni-Fe-Ru system by the thin-film diffusion method in the temperature range of 1073 to 1673K and is given by the expression:

D^Ru_Ni (cm² sec^-1) = 5.0(±0.7) x 10^-3 exp(-2.3(±0.1) x 10¹² erg mole^-1/RT) where R is the gas constant and T is the temperature in K. Based on the rates of dissolution and exsolution of metallic phases in the Ni-Fe-Ru system it is suggested that opaque assemblages equilibrated after the melting and crystallization of host CAI during a metamorphic event of ≥ 10³ years duration. It is inferred that opaque assemblages originated as immiscible metallic liquid droplets in the CAI silicate liquid. The bulk compositions of PGE in these precursor alloys reflects an early stage of condensation from the solar nebula and the partitioning of V between the precursor alloys and CAI silicate liquid reflects the reducing nebular conditions under which CAI were melted. The individual mineral phases now observed in opaque assemblages do not preserve an independent history prior to CAI melting and crystallization, but instead provide important information on the post-accretionary history of C3V meteorites and allow the quantification of the temperature, sulfur fugacity and oxygen fugacity of cooling planetary environments. This contrasts with previous models that called upon the formation of opaque assemblages by aggregation of phases that formed independently under highly variable conditions in the solar nebula prior to the crystallization of CAI.

Analytical studies were carried out on PGE-rich phases from meteorites and the products of synthetic experiments using traditional electron microprobe x-ray analytical techniques. The concentrations of PGE in common minerals from meteorites and terrestrial rocks are far below the ~100 ppm detection limit of the electron microprobe. This has limited the scope of analytical studies to the very few cases where PGE are unusually enriched. To study the distribution of PGE in common minerals will require an in situ analytical technique with much lower detection limits than any methods currently in use. To overcome this limitation, resonance ionization of sputtered atoms was investigated for use as an ultrasensitive in situ analytical technique for the analysis of PGE. The mass spectrometric analysis of Os and Re was investigated using a pulsed primary Ar⁺ ion beam to provide sputtered atoms for resonance ionization mass spectrometry. An ionization scheme for Os that utilizes three resonant energy levels (including an autoionizing energy level) was investigated and found to have superior sensitivity and selectivity compared to nonresonant and one and two energy level resonant ionization schemes. An elemental selectivity for Os over Re of ≥ 10³ was demonstrated. It was found that detuning the ionizing laser from the autoionizing energy level to an arbitrary region in the ionization continuum resulted in a five-fold decrease in signal intensity and a ten-fold decrease in elemental selectivity. Osmium concentrations in synthetic metals and iron meteorites were measured to demonstrate the analytical capabilities of the technique. A linear correlation between Os⁺ signal intensity and the known Os concentration was observed over a range of nearly 10⁴ in Os concentration with an accuracy of ~ ±10%, a millimum detection limit of 7 parts per billion atomic, and a useful yield of 1%. Resonance ionization of sputtered atoms samples the dominant neutral-fraction of sputtered atoms and utilizes multiphoton resonance ionization to achieve high sensitivity and to eliminate atomic and molecular interferences. Matrix effects should be small compared to secondary ion mass spectrometry because ionization occurs in the gas phase and is largely independent of the physical properties of the matrix material. Resonance ionization of sputtered atoms can be applied to in situ chemical analysis of most high ionization potential elements (including all of the PGE) in a wide range of natural and synthetic materials. The high useful yield and elemental selectivity of this method should eventually allow the in situ measurement of Os isotope ratios in some natural samples and in sample extracts enriched in PGE by fire assay fusion.

Phase equilibria and diffusion experiments have provided the basis for a reinterpretation of the origin of opaque assemblages in CAI and have yielded quantitative information on conditions in the primitive solar nebula and cooling planetary environments. Development of the method of resonance ionization of sputtered atoms for the analysis of Os has shown that this technique has wide applications in geochemistry and will for the first time allow in situ studies of the distribution of PGE at the low concentration levels at which they occur in common minerals.

Levantamento e estudo das ocorrências de grafita do Distrito Grafitífero Aracoiába-Baturité, CE

O Distrito Grafitífero Aracoiába-Baturité apresenta depósitos do tipo gnaisse grafitoso (minério disseminado) e veio (minério maciço) com diferentes origens genéticas e com características físicas e ambientes geológicos de formação próprios. O minério tipo gnaisse grafitoso é de origem sedimentar, singenético, com teores de 1,5 a 8% de C, que se distribuem ao longo de duas extensas faixas paralelas, hospedadas na Subunidade Baturité, que constitui um importante metalotecto regional. A associação de grafita metamórfica disseminada em metassedimentos da Sequência Acarápe constitui um geoindicador de antiga bacia sedimentar neoproterozóica e, também, pode ser considerado como zona de geosutura resultante do subsequente fechamento de um oceano primitivo. As rochas desta subunidade correspondem na paleogeografia da Sequência Acarápe aos fácies de sopé de talude e de planície abissal. O minério tipo veio (fluido depositado) é epigenético e, com teores entre 20% e 70% de C, forma corpos tabulares e bolsões, controlados em escala local por estruturas de alívio (falhas, fraturas, zonas de contato, eixos de dobras etc.) que permitiram a percolação de soluções penumatolíticas relacionadas ao corpo plutônico de Pedra Aguda. As variações dos valores das relações entre isótopos estáveis de carbono (δ13C) na grafita do minério disseminado são de -26,72 a -23,52 e do minério maciço de -27,03 a -20,83, revelando sinal de atividades biológicas (bioassinaturas) e permitem afirmar que a grafita das amostras acima são derivadas de matéria orgânica. Foram apresentados os principais guias de prospecção para grafita e testados os seguintes métodos geofísicos: Eletro-Resistividade; GPR - Ground Penetrating Radar; Magnetometria; VLF (Very Low Frequency); e Polarização Induzida Espectral (IPS) / Resistividade (ER). A conjugação dos métodos de Polarização Induzida Espectral (IPS) e Eletro Resistividade (ER) foi o que demonstrou a melhor eficiência. Com relação à determinação do teor de carbono por termogravimetria (ATG), que é o método mais utilizado para este elemento. Verificou-se, que as faixas de queima atribuídas ao carbono no minério do Distrito de Aracoiába-Baturité (340 a 570C e de 570 a 1050C) eram diferentes das faixas do minério de Minas Gerais (350C a 650C e 650C a 1.050C). Esta constatação indica a necessidade de se determinar previamente as faixas de temperatura para cada região pesquisada.

High frequency wave propagation in the earth: theory and observation

The wave-theoretical analysis of acoustic and elastic waves refracted by a spherical boundary across which both velocity and density increase abruptly and thence either increase or decrease continuously with depth is formulated in terms of the general problem of waves generated at a steady point source and scattered by a radially heterogeneous spherical body. A displacement potential representation is used for the elastic problem that results in high frequency decoupling of P-SV motion in a spherically symmetric, radially heterogeneous medium. Through the application of an earth-flattening transformation on the radial solution and the Watson transform on the sum over eigenfunctions, the solution to the spherical problem for high frequencies is expressed as a Weyl integral for the corresponding half-space problem in which the effect of boundary curvature maps into an effective positive velocity gradient. The results of both analytical and numerical evaluation of this integral can be summarized as follows for body waves in the crust and upper mantle:

1) In the special case of a critical velocity gradient (a gradient equal and opposite to the effective curvature gradient), the critically refracted wave reduces to the classical head wave for flat, homogeneous layers.

2) For gradients more negative than critical, the amplitude of the critically refracted wave decays more rapidly with distance than the classical head wave.

3) For positive, null, and gradients less negative than critical, the amplitude of the critically refracted wave decays less rapidly with distance than the classical head wave, and at sufficiently large distances, the refracted wave can be adequately described in terms of ray-theoretical diving waves. At intermediate distances from the critical point, the spectral amplitude of the refracted wave is scalloped due to multiple diving wave interference.

These theoretical results applied to published amplitude data for P-waves refracted by the major crustal and upper mantle horizons (the Pg, P*, and Pn travel-time branches) suggest that the 'granitic' upper crust, the 'basaltic' lower crust, and the mantle lid all have negative or near-critical velocity gradients in the tectonically active western United States. On the other hand, the corresponding horizons in the stable eastern United States appear to have null or slightly positive velocity gradients. The distribution of negative and positive velocity gradients correlates closely with high heat flow in tectonic regions and normal heat flow in stable regions. The velocity gradients inferred from the amplitude data are generally consistent with those inferred from ultrasonic measurements of the effects of temperature and pressure on crustal and mantle rocks and probable geothermal gradients. A notable exception is the strong positive velocity gradient in the mantle lid beneath the eastern United States (2 x 10^-3 sec^-1), which appears to require a compositional gradient to counter the effect of even a small geothermal gradient.

New seismic-refraction data were recorded along a 800 km profile extending due south from the Canadian border across the Columbia Plateau into eastern Oregon. The source for the seismic waves was a series of 20 high-energy chemical explosions detonated by the Canadian government in Greenbush Lake, British Columbia. The first arrivals recorded along this profile are on the Pn travel-time branch. In northern Washington and central Oregon their travel time is described by T = Δ/8.0 + 7.7 sec, but in the Columbia Plateau the Pn arrivals are as much as 0.9 sec early with respect to this line. An interpretation of these Pn arrivals together with later crustal arrivals suggest that the crust under the Columbia Plateau is thinner by about 10 km and has a higher average P-wave velocity than the 35-km-thick, 62-km/sec crust under the granitic-metamorphic terrain of northern Washington. A tentative interpretation of later arrivals recorded beyond 500 km from the shots suggests that a thin 8.4-km/sec horizon may be present in the upper mantle beneath the Columbia Plateau and that this horizon may form the lid to a pronounced low-velocity zone extending to a depth of about 140 km.

Análise da tectônica de colocação de diques cretácicos na região de São Sebastião, SP

O trabalho foi desenvolvido no litoral norte do estado de São Paulo, onde ocorrem boas exposições de rochas intrusivas da porção meridional do Enxame de Diques da Serra do Mar, de idade eocretácica. O objetivo principal da dissertação é caracterizar os regimes tectônicos associados à colocação e à deformação de diques máficos na área de São Sebastião (SP) e sua distribuição espacial, a partir de interpretações de imagens de sensores remotos, análise de dados estruturais de campo e descrição petrográfica das rochas ígneas. A área apresenta grande complexidade no tocante ao magmatismo, uma vez que ocorrem diques de diabásios toleítico e alcalino, lamprófiro e rochas alcalinas félsicas como fonolitos, traquitos e sienitos, estes sob a forma diques, sills e plugs. Os diabásios toleíticos tem idades em torno 134 Ma, correlatas com o início do rifteamento sul-atlântico, enquanto que as rochas alcalinas datam de 86 Ma e estão relacionadas com um magmatismo intraplaca posterior. Os lineamentos estruturais orientam-se majoritariamente na direção ENE-WSW, paralela às foliações metamórficas e zonas de cisalhamento observadas no campo e descritas na literatura, referentes ao Domínio Costeiro da Faixa Ribeira. Os diques se orientam na direção NE-SW, com azimute semelhante porém ângulos de mergulho discordantes da foliação em grande parte da área, onde as foliações são de baixo ângulo. Um segundo conjunto de lineamentos orientado NW-SE ocorre como um importante conjunto de fraturas que cortam tanto as rochas do embasamento proterozóico quanto as rochas alcalinas neocretácicas. Diques com esta orientação são escassos. Um terceiro conjunto NNE-SSW ocorre na porção oeste da área, associado à presença de diques de diabásio que por vezes mostram indicadores de movimentação sinistral. A análise cinemática dos diques mostra um predomínio de distensão pura durante sua colocação, com um tensor de compressão mínima de orientação NW-SE, ortogonal ao principal trend dos diques. Componentes direcionais, por vezes ambíguas, são comumente observadas, com um discreto predomínio de componente sinistral. O mesmo padrão cinemático é observado para os diques toleíticos e para os alcalinos, sugerindo que o campo de tensões local pouco variou durante o Cretáceo. Embora o embasamento não tenha sido diretamente reativado durante a colocação dos diques, sua anisotropia pode ter controlado de certa forma a orientação do campo de tensões local durante o Cretáceo. Os mapas geofísicos da bacia de Santos existentes na literatura sugerem certo paralelismo entre as estruturas observadas na área de estudo e aquelas interpretadas na bacia. As estruturas NNE-SSW são paralelas ao trend das sub-bacias e ao gráben de Merluza, enquanto que as estruturas NW-SE são paralelas a zonas de transferência descritas na literatura.

Caracterização do maciço Santa Clara no município de Cujubim (RO) com base em litogeoquímica, geocronologia e estudos isotópicos

A Suíte Intrusiva Santa Clara está inserida na Província Estanífera de Rondônia, na porção SW do Cráton Amazônico. Essa suíte intrusiva é composta pelos maciços Santa Clara, Oriente Velho, Oriente Novo, Manteiga-Sul, Manteiga-Norte, Jararaca, Carmelo, Primavera e das Antas. Os litotipos que perfazem a Suíte Santa Clara ocorrem hospedados nas rochas do Complexo Jamari, uma associação polideformada composta por gnaisses ortoderivados e paraderivados. Características observadas em campo e em análises petrográficas permitiram subdividir o Maciço Santa Clara em cinco fácies distintas: fácies porfirítica, fácies isotrópica, fácies fina, fácies piterlítica e fácies viborgítica. Os litotipos observados correspondem a hornblenda-biotita granitos e biotita granitos intermediários a ácidos, com composições médias semelhantes àquelas verificadas para sienogranitos e monzogranitos. Geoquimicamente, três magmas podem ser identificados. O magma menos evoluído corresponde às rochas das fácies porfirítica e equigranular, e o mais evoluído compreende as fácies de granulometria fina e piterlítica. A fácies viborgítica representa o terceiro líquido magmático, e aparentemente é diferente de todas as outras fácies em termos de aspectos de campo e geoquímica. A análise litogeoquímica indica que estes granitoides são subalcalinos, bastante empobrecidos em MgO e exibem caráter metaluminoso a fracamente peraluminoso. Os padrões de elementos-traços evidenciam que tais granitóides possuem alto conteúdo em elementos incompatíveis (Rb, Zr, Y, Ta, Ce) e ETR, com exceção do Eu. Além disso, também exibem leve enriquecimento em LILE, forte depleção em elementos como Sr e Ti, e leve empobrecimento de Ba, indicando que o fracionamento de minerais como plagioclásio e titanita foi importante na evolução do líquido magmático analisado. A anomalia negativa de Nb indica envolvimento de material crustal nos processos magmáticos que geraram estes granitoides. Os litotipos analisados possuem características típicas de granitos tipo-A ferroan, e as razões FeOt/MgO entre 4,27 e 26,22 sugerem tratar-se de uma série de granitos félsicos fracionados. Os padrões de ETR observados para os litotipos analisados exibem um considerável enriquecimento em ETRL, e anomalia negativa de Eu, sugerindo fracionamento de feldspato durante o processo de diferenciação do líquido magmático. Diagramas discriminantes de ambientes tectônicos sugerem que os litotipos do Maciço Intrusivo Santa Clara são típicos de ambiente intraplaca, do tipo-A2, isto é, associados a ambientes pós-colisionais/pós-orogênicos. As características isotópicas observadas para os granitoides do Maciço Santa Clara sugerem que os mesmos foram gerados a partir da fusão parcial de uma crosta inferior pré-existente. As idades U-Pb entre 1,07 e 1,06 Ga são compatíveis com um magmatismo ocorrido nos estágios finais da colagem do supercontinente Rodínia (1,2-1,0 Ga) e estágios finais do Ciclo Orogênico Sunsás-Aguapeí (1320-1100 Ma). Sugere-se ainda que na verdade o Maciço Santa Clara seja formado por uma coalescência das três intrusões graníticas que são representadas pelos três magmas anteriormente descritos.

Proveniência sedimentar do grupo São Fidélis, terreno oriental da Faixa Ribeira com base em dados U-Pb

O Domínio Costeiro integra o Terreno Oriental, no segmento central da Faixa Ribeira e abriga rochas ortoderivadas com afinidade de arcos magmáticos (Complexo Rio Negro, ca. 790-605 Ma). Os ortognaisses deste complexo possuem clara assinatura para ambientes de zonas de subducção, encaixados em rochas metassedimentares de alto grau, integrantes do Grupo São Fidélis. O conjunto acima descrito é ainda intrudido por várias de rochas granitóides sin a tardi- colisionais, relacionadas às várias etapas de desenvolvimento da Orogenia Brasiliana neste setor do orógeno (ca. 605-480 Ma). Idades U-Pb (LA-ICP-MS) em zircões detríticos de rochas quartzíticas do Grupo São Fidélis indicam um amplo espectro com modas significativas no Mesoproterozóico e Paleoproterozoico, além de zircões do Neoproterozóico e do Arqueano. Sinteticamente os resultados obtidos foram: a) Idades concordantes Arqueanas com ca. 2,85, 2,84 e 2,70 Ga; b) zircões Paleoproterozóicos (ca. 2,3 a 1,7 Ga), com máxima concentração em torno de ca. 2,2 Ga, representando a segunda maior moda; c) Idades Mesoproterozóicas (ca. 1,3 -1,1 Ga) com idades de espectro dominantes, com moda em ca. 1,5 Ga; d) Zircões Neoproterozóicos com idades de ca. 0,95-90 Ga e 0,86-0,61 Ga. Em vários grãos detríticos observou-se sobrecrescimento metamórfico em ca. 602-570 Ma. Dados U-Pb (LA-ICP-MS) obtidos para zircões para Ortognaisse Rio Grande e o Biotita Ortognaisse, intrudidos na unidade basal do Grupo São Fidélis, apresentam idades em ca. 620 Ma e são equivalentes ao período pré-colisional de geração de rochas do arco magmático Rio Negro. Combinando estas idades com os núcleos de zircões detríticos mais jovens, com assinatura do Arco Rio Negro em ca. 613 Ma, pode-se definir o intervalo máximo de sedimentação da unidade superior do Grupo São Fidélis no Neoproterozóico. Cristais de monazitas selecionadas para análise U-Pb (ID-TIMS) apresentam relações com os principais episódios tectono-metamórficos da Faixa Ribeira. Dois cristais de uma amostra quartzítica e dois do ortognaisse Rio Grande alinham-se em uma discórdia que gerou idade de 603 Ma, referente ao metamorfismo progressivo descrito na literatura, durante a Orogenia Brasiliana. Enquanto a idade concordante obtida em 535 Ma, adquirida em uma amostra quartzítica, é correspontente ao último metamorfismo colisional da Faixa Ribeira.

Geocronologia U-Pb SHRIMP no Complexo Mantiqueira na região entre Juiz de Fora e Santos Dumont, sudeste de Minas Gerais

O Orógeno Ribeira representa um cinturão de dobramentos e empurrões, gerado no Neoproterozóico/Cambriano, durante a Orogênese Brasiliana, na borda sul/sudeste do Cráton do São Francisco e compreende quatro terrenos tectono-estratigráficos: 1) o Terreno Ocidental, interpretado como resultado do retrabalhamento do paleocontinente São Francisco, é constituído de duas escamas de empurrão de escala crustal (Domínios Andrelândia e Juiz de Fora); 2) o Terreno Oriental representa uma outra microplaca e abriga o Arco Magmático Rio Negro; 3) o Terreno Paraíba do Sul, que constitui-se na escama superior deste segmento da faixa; e 4) o Terreno Cabo Frio, cuja docagem foi tardia, ocupa pequena área no litoral norte do estado do Rio de Janeiro. Em todos os diferentes compartimentos do segmento central da Faixa Ribeira podem ser identificadas três unidades tectono-estratigráficas: 1) unidades pré-1,8 Ga. (ortognaisses e ortogranulitos do embasamento); 2) rochas metassedimentares pós-1,8 Ga; e 3) granitóides/charnockitóides brasilianos. O Complexo Mantiqueira é composto por ortognaisses migmatíticos, tonalíticos a graníticos, e anfibolitos associados, constitui o embasamento pré-1,8 Ga das rochas da Megasseqüência Andrelândia no domínio homônimo do Terreno Ocidental. Foram integrados 68 dados litogeoquímicos dentre ortognaisses e metabasitos do Complexo Mantiqueira. As rochas dessa unidade pertencem a duas séries distintas: série calcioalcalina (rochas intermediárias a ácidas); e série transicional (rochas básicas, ora de afinidade toleítica, ora alcalina). Com base em critérios petrológicos, análise quantitativa e em valores [La/Yb]N, verificou-se que o Complexo Mantiqueira é bastante heterogêneo, incluindo diversos grupos petrogeneticamente distintos. Dentre as rochas da série transicional, foram identificados 2 conjuntos: 1) rochas basálticas toleiíticas, com [La/Yb]N entre 2,13 e 4,72 (fontes do tipo E-MORB e/ou intraplaca);e 2) rochas basálticas de afinidade alcalina, com [La/Yb]N entre 11,79 e 22,78. As rochas da série calciolacalina foram agrupadas em cinco diferentes conjuntos: 1) ortognaisses migmatíticos quartzo dioríticos a tonalíticos, com [La/Yb]N entre 11,37 e 38,26; 2) ortognaisses bandados de composição quarzto diorítica a granodiorítica, com [La/Yb]N entre 4,35 e 9,28; 3) ortognaisses homogênos de composição tonalítica a granítica, com [La/Yb]N entre 16,57 e 38,59; 4) leucognaisses brancos de composição tonalítica/trondhjemítica a granítica, com [La/Yb]N entre 46,69 e 65,06; e 5) ortognaisse róseo porfiroclástico de composição tonalítica a granítica, com [La/Yb]N entre 82,70 e 171,36. As análises geocronológicas U-Pb SHRIMP foram realizadas no Research School of Earth Science (ANU/Canberra/Austrália). Foram obtidas idades paleoproterozóicas para as rochas das duas séries identificadas, interpretadas como a idade de cristalização dos protólitos magmáticos desses gnaisses e metabasitos. Os resultados obtidos mostram uma variação de idades de cristalização de 2139 35 a 2143,4 9,4, para as rochas da série transicional, e de 2126,4 8 a 2204,5 6,7, para aquelas da série calcioalcalina. Dentre todas as amostras estudadas, apenas a amostra JF-CM-516IV forneceu dados discordantes de idades arqueanas (292916 Ma), interpretados como dados de herança. Contudo, evidências dessa herança semelhantes a esta são observadas em outras amostras. Ambas as séries também apresentaram idades de metamorfismo neoproterozóico, no intervalo de 548 17 Ma a 590,5 7,7 Ma que é consistente com o metamorfismo M1 (entre 550 e 590 Ma), contemporâneo à colisão entre os Terrenos Ocidental e Oriental do setor central da Faixa Ribeira (Heilbron, 1993 e Heilbron et al., 1995).

Litogeoquímica, geocronologia (U-Pb) e geoquímica isotópica (Sr-Nd) dos granitoides do Domínio Cambuci (Faixa Ribeira) na região limítrofe dos Estados do Rio de Janeiro e Espírito Santo

Os granitoides do Domínio Cambuci, na região limítrofe entre os estados do Rio de Janeiro e Espírito Santo, foram separados em quatro principais grupos: (1) Complexo Serra da Bolívia (CSB) - Ortogranulitos e Ortognaisses Heterogêneos; Ortognaisse Cinza Foliado; e charnockitos da Região de Monte Verde (2) Leucogranitos/leucocharnockitos gnaissificados da Suíte São João do Paraíso (SSJP) (3) Granito Cinza Foliado (4) Leucogranito isotrópico. O CSB é caracterizado pelo magmatismo de caráter calcioalcalino do tipo I, oriundo em ambiente de arco vulcânico (Suíte Monte Verde) e retrabalhamento crustal (ortogranulitos leucocráticos). O Ortogranulito esverdeado fino, é considerado no presente estudo como rocha do embasamento para o Terreno Oriental, cristalizada durante o paleoproterozoico - Riaciano (2184,3 21 Ma) e recristalizada durante o evento metamórfico Brasiliano no neoproterozoico - Edicariano (607,2 1,5 Ma), cuja idade TDM é de 2936 Ma. O Ortogranulito leucocrático médio cristalizou-se no neoproterozoico Edicariano (entre 592 e 609 Ma) e idade TDM ca. 2100 Ma, ao qual apresenta registro de herança no paleoproterozoico. A Suíte Monte Verde caracteriza-se por um magmatismo calcioalcalino e a Suíte Córrego Fortaleza, por um magmatismo calcioalcalino de alto K, ambas com assinatura de arco magmático. Registram dois pulsos magmáticos, em no Neoproterozoico - Edicarano: um em 592 2 Ma, idade do charnoenderbito, com idade TDM 1797 Ma, e outro em 571,2 1,8 Ma (injeção de um charnockitoide). Para todas as rochas do CSB são registradas feições protomiloníticas, miloníticas e localmente ultramiloníticas. Os dados geoquímicos indicam que os granitoides da SSJP são da série calcioalcalina de alto K, gerados no Neoproterozoico (idades que variam desde 610,3 4,7 Ma até, 592,2 1,3 Ma. As idades TDM revelam valores discrepantes para duas amostras: 1918 Ma e 2415 Ma, sugerindo que tenham sido geradas de diferentes fontes. O Granito Cinza Foliado é da Série Shoshonítica, metaluminoso do tipo I e, de ambiência tectônica de granitos intraplaca. Entretanto, poderiam ter sido fomados em ambiente de arco cordilheirano, havendo contaminação de outras fontes crustais. Fato este pode ser confirmado pelas as idades TDM calculadas ≈ 1429 1446 Ma. O Leucogranito isotrópico ocorre em forma de diques de direção NW, possui textura maciça e é inequigranular. Dados geoquímicos revelam que são granitoides metaluminosos do tipo I da série shoshonítica, e, de acordo com a ambiência tectônica, são granitos intraplaca. O Leucogranito Isotrópico representa o magmatismo pós-colisional ao qual ocorreu entre 80 a 90 Ma de anos após o término do evento colisional na região central da Faixa Ribeira. O Leucogranito Issotrópico cristalizou-se no cambriano (512,3 3,3 Ma e 508,6 2,2 Ma) e com idades TDM ca. 1900

Metamorphic InGaAs p-i-n Photodetectors with 1.75 mu m Cut-Off Wavelength Grown on GaAs

Top-illuminated metamorphic InGaAs p-i-n photodetectors (PDs) with 50% cut-off wavelength of 1.75 mu m at room temperature are fabricated on GaAs substrates. The PDs are grown by a solid-source molecular beam epitaxy system. The large lattice mismatch strain is accommodated by growth of a linearly graded buffer layer to create a high quality virtual InP substrate indium content in the metamorphic buffer layer linearly changes from 2% to 60%. The dark current densities are typically 5 x 10(-6) A/cm(2) at 0 V bias and 2.24 x 10(-4) A/cm(2) at a reverse bias of 5 V. At a wavelength of 1.55 mu m, the PDs have an optical responsivity of 0.48 A/W, a linear photoresponse up to 5 mW optical power at -4 V bias. The measured -3 dB bandwidth of a 32 mu m diameter device is 7 GHz. This work proves that InGaAs buffer layers grown by solid source MBE are promising candidates for GaAs-based long wavelength devices.