Petrologia dos granitóides brasilianos associados à zona de cisalhamento Remígio-Pocinhos(PB)

The Brasiliano Cycle in the Seridó Belt (NE Brazil) is regarded mostly as a crustal reworking event, characterized by transcurrent or transpressional shear zones which operated under high temperature and low pressure conditions. In the eastern domain of this belt- the so-called São José de Campestre Massif (SJCM), a transtensional deformation regime is evidenced by extensional components or structures associated to the strikeslip shear zones. The emplacement of the Neoproterozoic Brasiliano granitoids is strongly controled by these discontinuities. Located in the southern border of the SJCM, the Remígio-Pocinhos shear zone (RPSZ) displays, in its northern half, top to the SW extensional movement which progressively grade, towards its southern half, to a dextral strike-slip kinematics, defining a negative semi-flower structure. This shear zone is overprinted upon allocthonous metasediments of the Seridó Group and an older gneiss-migmatite complex, both of which containing metamorphic parageneses from high amphibolite to granulite facies (the latter restricted to the strike-slip zone), defining the peak conditions of deformation. Several granitoid plutons are found along this structure, emplaced coeval with the shearing event. Individually, such bodies do not exceed 30 km2 in outcropping area and are essentially parallel to the trend of the shear zone. Petrographic, textural and geochemical data allow to recognize five different granitoid suites along the RPSZ: porphyritic granites (Serra da Boa Vista and Jandaíra), alkaline granites (Serra do Algodão and Serra do Boqueirão) and medium to coarse-grained granites (Olivedos) as major plutons, while microgranite and aluminous leucogranite sheets occur as minor intrusions. The porphyritic granites are surrounded by metasediments and present sigmoidal or en cornue shapes parallel to the trend of the RPSZ, corroborating the dextral kinematics. Basic to intermediate igneous enclaves are commonly associated to these bodies, frequently displaying mingling textures with the host granitoids. Compositionally these plutons are made up by titanite-biotite monzogranites bearing amphibole and magnetite; they are peraluminous and show affinities to the monzonitic, subalkaline series. Peraluminous, ilmenite-bearing biotite monzogranites and titanite-biotite monzogranites correspond, respectivally, to the Olivedos pluton and the microgranites. The Olivedos body is hosted by metasediments, while the microgranites intrude the gneiss-migmatite complex. Being highly evolved rocks, samples from these granites plot in the crustal melt fields in discrimination diagrams. Nevertheless, their subtle alignment also looks consistent with a monzonitic, subalkaline affinity. These chemical parameters make them closer to the I-type granites. Alkaline, clearly syntectonic granites are also recognized along the RPSZ. The Serra do Algodão and Serra do Boqueirão bodies display elongated shapes parallel to the mylonite belt which runs between the northern, extensional domain and the southern strike-slip zone. The Serra do Algodão pluton shows a characteristic isoclinal fold shape structure. Compositionally they encompass aegirine-augite alkali-feldspar granites and quartz-bearing alkaline syenite bearing garnet (andradite) and magnetite plus ilmenite as opaque phases. These rocks vary from meta to peraluminous, being correlated to the A-type granites. Aluminous leucogranites bearing biotite + muscovite ± sillimanite ± garnet (S-type granites) are frequent but not volumetrically important along the RPSZ. These sheet-like bodies may be folded or boudinaged, representing partial melts extracted from the metasediments during the shear zone development. Whole-rock Rb-Sr isotope studies point to a minimum 554��10 Ma age for the crystalization of the porphyritic granites. The alkaline granites and the Olivedos granite produced ca. 530 Ma isochrons which look too young; such values probably represent the closure of the Rb-Sr radiometric clock after crystallization and deformation of the plutons, at least 575 Ma ago (Souza et al. 1998). The porphyritic and the alkaline granites crystallized under high oxygen fugacity conditions, as shown by the presence of both magnetite and hematite in these rocks. The presence of ilmenite in the Olivedos pluton suggests less oxidizing conditions. Amphibole and amphibole-plagioclase thermobarometers point to minimum conditions, around 750°C and 6 Kbars, for the crystallization of the porphyritic granites. The zirconium geothermometer indicates higher temperatures, in the order of 800°C, for the porphyritic granites, and 780°C for the Olivedos pluton. Such values agree with the thermobarometric data optained for the country rocks (5,7 Kbar and 765°C; Souza et al. 1998). The geochemical and isotope data set point to a lower crustal source for the porphyritic and the alkaline granites. Granulite facies quartz diorite to tonalite gneisses, belonging or akin to the gneiss-migmatite complex, probably dominate in the source regions. In the case of the alkaline rocks, subordinate contributions of mantle material may be present either as a mixing magma or as a previously added component to the source region. Tonalite to granodiorite gneisses, with some metasedimentary contribution, may be envisaged for the Olivedos granite. The diversity of granitoid rocks along the RPSZ is explained by its lithospheric dimension, allowing magma extraction at different levels, from the middle to lower crust down to the mantle. The presence of basic to intermediate enclaves, associated to the porphyritic granites, confirm the participation of mantle components in the magma extraction system along the RPSZ. This mega-structure is part of the network of Brasiliano-age shear zones, activated by continental collision and terrane welding processes at the end of the Neoproterozoic

Petrologia do plúton Serra da Macambira, neoproterozóico da faixa seridó, província Borborema (NE do Brasil)

The final stage of Brasiliano/Pan-African orogeny in the Borborema Province is marked by widespread plutonic magmatism. The Serra da Macambira Pluton is an example of such plutonism in Seridó Belt, northeastern Borborema Province, and it is here subject of geological, petrographic, textural, geochemical and petrogenetic studies. The pluton is located in the State of Rio Grande do Norte, intrusive into Paleoproterozoic orthogneisses of the Caicó Complex and Neoproterozoic metassupracrustal rocks of the Seridó Group. Based upon intrusion/inclusion field relationships, mineralogy and texture, the rocks are classified as follows: intermediate enclaves (quartz-bearing monzonite and biotite-bearing tonalite), porphyritic monzogranite, equigranular syenogranite to monzogranite, and late granite and pegmatite dykes. Porphyritic granites and quartz-bearing monzonites represent mingling formed by the injection of an intermediate magma into a granitic one, which had already started crystallization. Both rocks are slightly older than the equigranular granites. Quartz-bearing monzonite has K-feldspar, plagioclase, biotite, hornblende and few quartz, meanwhile biotite-bearing tonalite are rich in quartz, poor in K-feldspar and hornblende is absent. Porphyritic and equigranular granites display mainly biotite and rare hornblende, myrmekite and pertitic textures, and zoned plagioclase pointing out to the relevance of fractional crystallization during magma evolution. Such granites have Rare Earth Elements (REE) pattern with negative Eu anomaly and light REE enrichment when compared to heavy REE. They are slight metaluminous to slight peraluminous, following a high-K calc-alkaline path. Petrogenesis started with 27,5% partial melting of Paleoproterozoic continental crust, generating an acid hydrous liquid, leaving a granulitic residue with orthopyroxene, plagioclase (An40-50), K-feldspar, quartz, epidote, magnetite, ilmenite, apatite and zircon. The liquid evolved mainly by fractional crystallization (10-25%) of plagioclase (An20), biotite and hornblende during the first stages of magmatic evolution. Granitic dykes are hololeucocratic with granophyric texture, indicating hypabissal crystallization and REE patterns similar to A-Type granites. Preserved igneous textures, absence or weak imprint of ductile tectonics, association with mafic to intermediate enclaves and alignment of samples according to monzonitic (high-K calcalkaline) series all indicate post-collisional to post-orogenic complexes as described in the literature. Such interpretation is supported by trace element discrimination diagrams that place the Serra da Macambira pluton as late-orogenic, probably reflecting the vanishing stages of the exhumation and collapse of the Brasiliano/Pan-African orogen.

The Ni-Cu-PGE sulfide ores of the komatiite-hosted Fortaleza de Minas deposit, Brazil: Evidence of hydrothermal remobilization

The Fortaleza de Minas Ni-Cu-PGE sulfide deposit is hosted by Archean komatiitic rocks of the Morro do Ferro greenstone belt, near the southwestern margin of the Sa (aFrancisco) over tildeo Francisco craton, Minas Gerais state, Brazil. The deposit contains 6 million tonnes of ore with an average grade of 2.2 wt% Ni, 0.4% Cu, 0.05% Co and 1.2 ppm PGE+Au, and comprises (i) a main orebody, which is metamorphosed, deformed and transposed along a regional shear zone, consisting mainly of disseminated, brecciated and stringer sulfide ores that are interpreted to be of early magmatic origin, and (ii) PGE-rich discordant veins that are hosted in N-S- and NE-SW-trending late faults that cross-cut the main orebody. The discordant PGE-rich ore (up to 4 ppm total PGE) is characterized by thin, discontinuous and irregular veins and lenses of massive sulfides hosted by serpentinite and talc schist, and is relatively undeformed if compared with the early types of ore. It is composed mainly of pyrrhotite, pentlandite, chalcopyrite, magnetite, carbonates, and amphiboles, with minor cobaltite-gersdorffite, sphalerite, ilmenite, and quartz, and rarely maucherite (Ni11Asg), tellurides and platinum-group minerals (PGM). Omeeite, irarsite, sperrylite, and Ni-bearing merenskyite are the main PGM, followed by minor amounts of testibiopalladite and an unknown phase containing Ru, Te, and As. The PGM occur either included in, or at the margins of, sulfides, sulfarsenides, silicates and oxides, or filling fractures in pyrrhotite, pentlandite, and chalcopyrite, suggesting that they started to precipitate with these minerals and continued to precipitate after the sulfides were formed. The mantle-normalized metal distribution of the two samples of discordant veins shows distinct patterns: one richer in Ni-Pd-Ir-Rh-Ru-Os and another with higher amounts of Cu-Pt-Bi. Both are strongly depleted in Cr if compared with the metamorphosed magmatic ore of this deposit, which follows the general Kambalda-type magmatic trend. on the basis of structural, mineralogical and geochemical evidence, we propose that the PGE-rich discordant ore may have formed by remobilization of metals from the deformed, metamorphosed magmatic orebody (which shows a depleted pattern in these elements) by reduced (pyrrhotite - pentlandite - pyrite are stable), neutral to alkaline and carbonic fluids (carbonate-stable). The PGE may have been transported as bisulfide complexes, and precipitated as tellurides (mainly Pd) and arsenides (Pt, Rh, Ru, Os, Ir) in the late N-S and NE-SW-trending faults owing to a decrease in the activity of S caused by the precipitation of sulfides in the veins.

Geologia e litogeoquímica da formação serra geral nos estados de mato grosso e mato grosso do sul

The basalts of the Formação Serra Geral in Parana Basin in the Mato Grosso do Sul and Mato Grosso states cover an area of 180,000 km2. They rest on the Botucatu sandstones and they are recovered by the sedimentary rocks of Bauru and Caiuá Groups. The mineralogical composition of these rocks are plagioclase (40%-55%), clinopyroxenes (19%-40%; augite and pigeonite), opaque minerals (2%-10%; magnetite and ilmenite) and olivine (1.5%). Geochemical data show two different types of basalts, named ATi-Pitanga (2.6% < TiO2 < 4.2%; 396 ppm < Sr < 438 ppm) and BTi-Ribeira (1.7% TiO2 <2.4%, 246 ppm < Sr < 286 ppm). In general, ATi-Pitanga have gently higher La/Yb(n) (6,1 ± 1,5ppm) than those BTi-Ribeira (5.6 ± 1,7ppm). The geochemical differences between ATi-Pitanga and BTi-Ribeira probably are related to different degrees of partial melt of a same mantle source, or to different mantle sources. The field relations show that BTi-Ribeira is displaced towards the north-western margin of the Paraná Basin and the thickness of lava flows increases towards the Paraná Graben, suggesting that ATi-Pitaga overlies BTi-Ribeira.

Proveniência de arenitos albianos (Grupo Itapecuru), borda leste da bacia de São Luís-Grajaú, Maranhão, usando análise de minerais pesados e química mineral

Depósitos albianos da bacia de São Luís-Grajaú, antigamente conhecidos apenas em subsuperfície como ‘Unidade Indiferenciada’ do Grupo Itapecuru, foram recentemente encontrados ao longo do rio Itapecuru, na parte leste desta bacia. São argilitos avermelhados, esverdeados a cinzas, arenitos estratificados e maciços e subordinadamente calcários, interpretados como depósitos de delta progradante para ENE/E e ESE e conectado a uma plataforma restrita. Para determinar a proveniência de arenitos albianos, foram coletadas 18 amostras para estudos de minerais pesados (fração 0,062-0,125 mm) usando-se microscópio petrográfico convencional e microscópio eletrônico de varredura. Os arenitos foram classificados como quartzo-arenito moderadamente a bem selecionado, cimentado por dolomita, cujos principais minerais pesados são zircão (4-70%), granada (12-74%), turmalina (3-20%), estaurolita (1-9%), rutilo (1-8%) e barita (0-55%), enquanto cianita, anatásio (autigênico), anfibólio (hornblenda), andaluzita, sillimanita, espinélio e ilmenita ocorrem raramente. A maioria dos grãos é irregular angulosa, mas grãos bem arredondados, particularmente de turmalina e zircão, também estão presentes. Texturas superficiais incluem fraturas conchoidais, marcas de percussão em V e pequenos buracos, estes últimos em grãos arredondados de turmalina e zircão, enquanto feições de corrosão estão principalmente presentes em barita (cavidades rômbicas), cianita, estaurolita (superfície mamilar) e granada (facetas bem formadas por dissolução). Grãos de zircão, com texturas de zoneamento oscilatório e razões U/Th ≥ 0,5 e Zr/Hf média de 29, indicam proveniência de granitos e migmatitos, enquanto os tipos de turmalina, determinados como dravita e shorlita, são oriundos, principalmente, de metapelitos e metapsamitos aluminosos e/ou pobres em Al, com menor contribuição de granitos e rochas meta-ultramáficas. As granadas, por sua vez, são ricas em almandina e têm baixos teores dos componentes de espessartita, grossulária e piropo. Suas fontes potenciais são rochas metamórficas de baixo a médio grau e granitos. Com base em análises de minerais pesados e progradação do sistema deltaico para ENE/E e ESE, as áreas mais prováveis como fontes potenciais de arenitos albianos são o cráton São Luís, os cinturões neoproterozóicos Araguaia e Gurupi, bem como a bacia paleozóica do Parnaíba, esta fornecendo sedimentos de grãos arredondados.

Paleomagnetismo de rochas vulvânicas do Nordeste do Brasil e a época da abertura do Oceano Atlântico Sul

Na primeira parte deste trabalho foram desenvolvidos estudos de magnetismo de rochas e paleomagnetismo em amostras de rochas vulcânicas do Nordeste brasileiro. As idades das amostras compreende os períodos Jurássico e Cretáceo. Com este objetivo foram amostradas quatro áreas tendo sido estudado um total de 496 amostras em 55 sítios. Para a coleta foi utilizada uma perfuradora portátil que extrai amostras de 2.5 cm de diâmetro. A orientação das amostras foi feita por meio de uma bússola magnética e de um clinômetro. Os espécimes foram submetidos a desmagnetizações por campo magnético alternado e em alguns poucos casos foi empregada a desmagnetização térmica. Atribuindo-se peso unitário a cada sítio foi determinada a direção média da magnetização remanescente característica de cada uma das áreas estudadas. As rochas vulcânicas do período Jurássico, localizadas na borda oeste da Bacia do Maranhão (Porto Franco-Estreito), apresentaram uma direção media em que D= 3.9°, I= -17.9° com α₉₅= 9.3°, k= 17.9, N= 15 e todos os sítios apresentaram polaridade normal. Para esta área foi determinado o polo paleomagnético de coordenadas 85.3°N, 82.5°E (A₉₅= 6.9º) que se localiza próximo a outros polos paleomagnéticos conhecidos para esse período. As rochas da borda leste da Bacia do Maranhão (Teresina-Picos-Floriano) de idade cretácica inferior apresentaram uma direção média de magnetização remanescente característica tal que D= 174.7°, I= +6.0º com α₉₅= 2.8º, k= 122, N= 21 e todos os sítios apresentaram polaridade reversa. O polo paleomagnético associado a elas apresentou por coordenadas 83.6°N, 261.0°E (A₉₅=1.9°) e mostrou concordância com outros polos sul americanos de mesma idade. No Rio Grande do Norte foi estudado um enxame de diques toleíticos também de idade cretácica inferior, cuja direção média da magnetização remanescente característica encontrada foi D= 186.6º, I= +20.6º com α₉₅= 14.0° e k= 12.9, N= 10. Os sítios desta área apresentaram magnetizações com polaridades normal a reversa. O polo paleomagnético obtido se localiza em 80.6°N e 94.8°E com A₉₅= 9.5°. O estudo das rochas vulcânicas da província magnética do Cabo de Santo Agostinho indicou para a região um valor de D= 0.4º, I= -20.6º com α₉₅= 4.8° e k= 114, N= 9 para a magnetização remanescente característica. Todos os sítios apresentaram polaridade normal e o polo paleomagnético determinado apresentou as seguintes coordenadas: 87.6ºN, 135ºE com A₉₅= 4.5º. Foi discutida a eliminação da variação secular das direções obtidas, de forma que cada polo apresentado nesta dissertação é verdadeiramente um polo paleomagnético. A análise dos minerais magnéticos portadores da remanência, efetuada por curvas termomagnéticas ou por difração de Raio-X, indicou na maior parte das ocorrências, a presença de titanomagnetita pobre em titânio. A presença de maguemita e algumas vezes hematita, na maior parte das vezes resultado de intemperismo, não anulou a magnetização termoremanente associada à época de formação da rocha, que foi determinada após a aplicação de técnicas de desmagnetização aos espécimes. Pelas curvas termomagnéticas obteve-se, para a maioria das amostras, uma temperatura de Curie entre 500 e 600ºC. Os casos mais freqüentes indicaram a ocorrência de titanomagnetita exsolvida, em que foram observadas a presença de uma fase próxima à magnetita e outra fase rica em titânio, próxima à ilmenita, resultado de oxidação de alta temperatura. A segunda parte do trabalho diz respeito à determinação da época de abertura do oceano Atlântico Sul por meio de dados paleomagnéticos. Entretanto ao invés de se utilizar o procedimento comumente encontrado na literatura, e que se baseia nas curvas de deriva polar aparente de cada continente, foi aplicado um teste estatístico que avalia a probabilidade de determinada posição relativa entre os continentes ser válida ou não, para determinado período em estudo. Assim foi aplicado um teste F a polos paleomagnéticos da África e da América do Sul, dos períodos Triássico, Jurássico, Cretáceo Inferior e Cretáceo Médio-Superior, tendo sido estudadas situações que reconstituem a posição pré-deriva dos continentes e configurações que simulem um afastamento entre eles. Os resultados dos testes estatísticos indicaram, dentro de uma probabilidade de erro de menos de 5%, que a configuração pré-deriva de Martin et al (1981) é compatível com os dados paleomagnéticos do Triássico, mas apresenta uma diferença significativa para os paleopolos de Jurássico, Cretáceo Inferior, Cretáceo Médio-Superior. Outras reconstruções pré-deriva testadas apresentaram o mesmo resultado. A comparação entre os polos paleomagnéticos da América do Sul e da África, segundo uma reconstrução que admite uma pequena abertura entre os continentes, como a proposta por Sclater et al (1977) para 110 m.a. atrás, indicou que os dados do Triássico não são compatíveis com este afastamento. Por outro lado os paleopolos do Jurássico e do Cretáceo Inferior, embora mais antigos que a data sugerida pela reconstrução, são consistentes com esta separação dentro de uma probabilidade de erro de menos de 5%. Os dados do Cretáceo Médio-Superior se mostraram consistentes com a reconstrução sugerida para 80 m.a. atrás por Francheteau (1973) e que propõe uma separação maior entre os continentes. Com base na premissa de deslocamentos de blocos continentais rígidos a análise dos resultados obtidos indicou que América do Sul e África estavam unidas por suas margens continentais opostas no período Triássico e que uma pequena separação entre estes continentes, provavelmente devida a uma rutura inicial, ocorreu no Jurássico e se manteve, então, aproximadamente estacionária até o início do Cretáceo Inferior. Esta conclusão difere da maior parte dos trabalhos que discutem a abertura do oceano Atlântico Sul. Os dados do Cretáceo Médio-Superior são compatíveis com um afastamento rápido e significativo entre os continentes naquele período.

Geologia, geoquímica e petrologia magnética do magmatismo básico da área de Nova Canadá (PA), Província Carajás

O mapeamento geológico realizado na área de Nova Canadá, porção sul do Domínio Carajás, Província Carajás, possibilitou a individualização de duas unidades de caráter máfico e intrusivas nos granitoides do Complexo Xingu e, mais restritamente, na sequência greenstone belt do Grupo Sapucaia. São representadas por diques de diabásio isotrópicos e por extensos corpos de anfibolito, com os últimos descrevendo texturas nematoblástica e granoblástica, de ocorrência restrita à porção SW da área. Ambos apresentam assinatura de basaltos subalcalinos de afinidade toleítica, sendo que os diques de diabásio são constituídos por três variedades petrográficas: hornblenda gabronorito, gabronorito e norito, sendo essas diferenças restritas apenas quanto à proporção modal de anfibólio, orto- e clinopiroxênio, já que texturalmente, as mesmas não apresentam diferenças significativas. São formados por plagioclásio, piroxênio (orto- e clinopiroxênio), anfibólio, minerais óxidos de Fe-Ti e olivina, apresentam um padrão ETR moderadamente fracionado, discreta anomalia negativa de Eu, ambiente geotectônico correspondente a intraplaca continental, e assinaturas dos tipos OIB e E-MORB. Já os anfibolitos são constituídos por plagioclásio, anfibólio, minerais opacos, titanita e biotita, mostram um padrão ETR horizontalizado, com anomalia de Eu ausente, sendo classificados como toleítos de arco de ilha e com assinatura semelhante aos N-MORB. Os dados de química mineral obtidos nessas unidades mostram que, nos diques de diabásio, o plagioclásio não apresenta variações composicionais significativas entre núcleo e borda, sendo classificados como labradorita, com raras andesina e bytownita; o anfibólio mostra uma gradação composicional de Fe-hornblenda para actinolita, com o aumento de sílica. Nos anfibolitos, o plagioclásio mostra uma grande variação composicional, de oligoclásio à bytownita nas rochas foliadas, sendo que nas menos deformadas, sua classificação é restrita à andesina sódica. O piroxênio, presente apenas nos diabásios, exibe considerável variação em sua composição, revelando um aumento no teor de magnésio nos núcleos, e de ferro e cálcio, nas bordas, permitindo classificá-los em augita, pigeonita (clinopiroxênio) e enstatita (ortopiroxênio). Os diabásios apresentam titanomagnetita, magnetita e ilmenita como os principais óxidos de Fe-Ti, permitindo reconhecer cinco formas distintas de ilmenita nessas rochas: ilmenita treliça, ilmenita sanduíche, ilmenita composta interna/externa, ilmenita em manchas e ilmenita individual. Feições texturais e composicionais sugerem que a titanomagnetita e os cristais de ilmenita composta externa e individual foram originados durante o estágio precoce de cristalização. Durante o estágio subsolidus, a titanomagnetita foi afetada pelo processo de oxi-exsolução, dando origem a intercrescimentos de magnetita pobre em titânio com ilmenita (ilmenitas treliça, em mancha, sanduíche e composta interna). Os anfibolitos possuem a ilmenita como único mineral óxido de Fe e Ti ocorrendo, portanto, sob a forma de ilmenita individual, onde encontra-se sempre associada ao anfibólio e à titanita. Os valores mais elevados de suscetibilidade magnética (SM) estão relacionados aos gabronoritos e noritos, os quais exibem maiores conteúdos modais de minerais opacos e apresentam titanomagnetita magmática em sua paragênese. A variedade hornblenda gabronorito define as amostras com valores intermediários de SM. Os menores valores de SM são atribuídos aos anfibolitos, que são desprovidos de magnetita. A correlação negativa entre valores de SM com os conteúdos modais de minerais ferromagnesianos indica que os minerais paramagnéticos (anfibólio e piroxênio) não possuem influência significativa no comportamento magnético dos diabásios, enquanto nos anfibolitos a tendência de correlação positiva entre estas variáveis pode sugerir que estas fases são as principais responsáveis pelos seus valores de SM. Dados geotermobarométricos obtidos a partir do par titanomagnetita-ilmenita nos diabásios indicam que estes se formaram em condições de temperatura (1112°C) e Fo₂ (-8,85) próximas daquelas do tampão NNO.

The Tocantinzinho gold deposit, Tapajós province, state of Pará: host granite, hydrothermal alteration and mineral chemistry

Este trabalho apresenta dados geológicos, petrográficos e mineralógicos referentes ao granito que hospeda o depósito aurífero Tocantinzinho e objetivou contribuir ao entendimento dos processos hidrotermais associados à sua gênese. O depósito ocorre em biotita monzogranito tardi a pós-tectônico, do subtipo oxidado da série ilmenita, que foi alojado a profundidades de 6 - 9 km. Esse granitoide encontra-se bastante fraturado e localmente brechado, tendo experimentado processos hidrotermais de grau fraco a moderado, os quais geraram duas principais variedades (salame e smoky) sem diferenças mineralógicas ou químicas importantes, porém macroscopicamente muito distintas. Vários tipos de alteração hidrotermal foram reconhecidos nas rochas granitoides, sendo representados principalmente por vênulas e pela substituição de minerais primários. A história hidrotermal teve início com a microclinização, durante a qual o protólito granítico foi em parte transformado na variedade salame. A temperaturas em torno de 330 oC ocorreu a cloritização, que produziu chamosita com X_Fe na faixa de 0,55 - 0,70. Seguiu-se a sericitização, durante a qual os fluidos mineralizadores precipitaram pirita, calcopirita, esfalerita, galena e ouro. À medida que a alteração progrediu, as soluções se saturaram em sílica e precipitaram quartzo em vênulas. No estágio mais tardio (carbonatação), provavelmente houve mistura entre fluidos aquosos e aquocarbônicos, de que teria resultado a reação entre Ca²⁺ e CO₂ e formação de calcita. A maioria dos sulfetos encontra-se em vênulas, algumas em trama stockwork. O ouro é normalmente muito fino e ocorre principalmente como inclusões submicroscópicas ou ao longo de microfraturas em pirita e quartzo. O depósito Tocantinzinho é muito similar aos depósitos Batalha, Palito e São Jorge, e aos do campo Cuiú-Cuiú. Tipologicamente poderia ser classificado como depósito relacionado a intrusões.

Petrologia magnética dos granodioritos Água Azul e Água Limpa, porção sul do Domínio Carajás - Pará

Os granodioritos Água Azul (GrdAA) e Água Limpa (GrdAL) afloram no extremo sul do Domínio Carajás como dois corpos alongados segundo o trend regional E-W, anteriormente inseridos no Complexo Xingu. O GrdAL é formado essencialmente por biotita-anfibólio granodioritos e muscovita-biotita granodioritos, além de anfibólio-biotita tonalitos subordinados; no GrdAA, epídoto-anfibólio-biotita granodioritos são dominantes, epídoto-anfibólio-biotita tonalitos e (anfibólio)-epídoto-biotita monzogranitos, subordinados. Essas rochas mostram assinaturas geoquímicas afins dos sanukitoides arqueanos. O estudo de suscetibilidade magnética (SM) mostrou valores relativamente baixos para o GrdAL (média de 17,54 × 10^-4 SIv) e o GrdAA (média de 4,19 × 10^-4 SIv). Os estudos dos minerais opacos mostram que a magnetita e a hematita são as fases comuns e que a ilmenita está ausente nessas rochas. O GrdAL contém titanita associada à magnetita, enquanto o GrdAA contém pirita, calcopirita e goethita. No GrdAL, a magnetita é mais abundante e desenvolvida que no GrdAA, justificando, assim, sua SM mais elevada. A martitização da magnetita e a oxidação dos sulfetos, gerando goethita, ocorreram a baixas temperaturas. A correlação positiva entre os valores de SM e os conteúdos modais de opacos, anfibólio, epídoto + allanita e quartzo + K-feldspato, assim como a correlação negativa de SM com biotita e máficos observadas nessas unidades, denunciam uma tendência no aumento de SM no sentido anfibólio tonalitos/anfibólio granodioritos à biotita granodioritos/biotita monzogranitos. Os dados geoquímicos corroboram esse comportamento, com correlação negativa entre os valores de SM e Fe₂O₃T, FeO e MgO, refletindo para as duas unidades uma tendência de aumento nos valores de SM paralelamente à diferenciação magmática. As afinidades geoquímicas e mineralógicas entre essas rochas e os sanukitoides do Domínio Rio Maria sugerem condições de fugacidade de oxigênio entre os tampões HM e FMQ para os granitoides estudados.

Platinum-Group Minerals in Chromitites of the Niquelandia Layered Intrusion (Central Goias, Brazil): Their Magmatic Origin and Low-Temperature Reworking during Serpentinization and Lateritic Weathering

A variety of platinum-group-minerals (PGM) have been found to occur associated with the chromitite and dunite layers in the Niquelandia igneous complex. Two genetically distinct populations of PGM have been identified corresponding to phases crystallized at high temperatures (primary), and others formed or modified during post-magmatic serpentinization and lateritic weathering (secondary). Primary PGM have been found in moderately serpentinized chromitite and dunite, usually included in fresh chromite grains or partially oxidized interstitial sulfides. Due to topographically controlled lateritic weathering, the silicate rocks are totally transformed to a smectite-kaolinite-garnierite-amorphous silica assemblage, while the chromite is changed into a massive aggregate of a spinel phase having low-Mg and a low Fe3+/Fe2+ ratio, intimately associated with Ti-minerals, amorphous Fe-hydroxides, goethite, hematite and magnetite. The PGM in part survive alteration, and in part are corroded as a result of deep chemical weathering. Laurite is altered to Ru-oxides or re-crystallizes together with secondary Mg-ilmenite. Other PGM, especially the Pt-Fe alloys, re-precipitate within the altered chromite together with kaolinite and Fe-hydroxides. Textural evidence suggests that re-deposition of secondary PGM took place during chromite alteration, controlled by variation of the redox conditions on a microscopic scale.

Mapeamento geológico e petrologia dos complexos máfico-ultramáficos de Mangabal Sul e Mangabal Norte, região de Sanclerlândia, Goiás

The Mangabal Sul and Mangabal Norte mafic-ultramafic complexes are interpreted as intrusive stratiform bodies in the Goiás Magmatic Arc during the Brazilian cycle, being economically important for harboring significant amounts of nickel and copper sulfides. The main lithotypes of the complexes are gabbronorites, olivine gabbronorites, pyroxenites and peridotites, with variated degrees of deformation, recrystallization and metamorphism superimposed, with metamorphic peak of amphibolite to granulite facies evidenced mainly by the occurrence of coronitic olivine in metamafic rocks and the occurrence of syn-kinematic retrometamorphism associated with the development of the main foliation Sn. The Sn foliation planes show NE-SW preferential direction, consistent with the foliation direction of VIII the enclosing gneisses and schists, also concordant with the general elongation of mafic and ultramafic bodies displayed on map. The sulfide phase presents textures that indicate remobilization, associated with the occurrence of significant amounts of rutile within the ore which reinforces this idea. Along with the sulfides, the occurrence of expressive quantities of titanium oxides such as ilmenite and rutile, make the area more economically attractive. It can be suggested that the Mangabal Norte and Mangabal Sul complexes are contemporary, have the same genetic affinity and suffered the same deformational and metamorphic processes, evidenced by their structural and petrological similarities

Petrografia e geoquímica das rochas metacarbonatíticas do Complexo Angico dos Dias, divisa Bahia/Piauí, Brasil

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Crystallization conditions and controls on trace element residence in the main minerals from the Pedra Branca Syenite, Brazil: An electron microprobe and LA-ICPMS study

Major and trace-element microanalyses of the main minerals from the 610 Ma Pedra Branca Syenite, southeast Brazil, allow inferences on intensive parameters of magmatic crystallization and on the partition of trace-elements among these minerals, with important implications for the petrogenetic evolution of the pluton. Two main syenite types make up the pluton, a quartz-free syenite with tabular alkali feldspar (laminated silica-saturated syenite, LSS, with Na-rich augite + phlogopite + hematite + magnetite + titanite + apatite) and a quartz-bearing syenite (laminated silica-oversaturated syenite, LSO, with scarce corroded plagioclase plus diopside + biotite +/- hornblende + ilmenite magnetite +/- titanite + apatite). Both types share a remarkable enrichment in incompatible elements as K, Ba, Sr, P and LREE. Apatite saturation temperatures of similar to 1060-1090 degrees C are the best estimates of liquidus, whereas the pressure of emplacement, based on Al-in-hornblende barometry, is estimated as 3.3 to 4.8 khan Although both units crystallized under oxidizing conditions, oxygen fugacity was probably higher in LSS, as shown by higher mg# of the mafic minerals and higher hematite contents in Hem-Ilm(ss). In contrast with the Ca-bearing alkali-feldspar from LSO, which hosts most of the whole-rock Sr and Pb, virtually Ca-free alkali-feldspar from LSS hosts similar to 50% of whole-rock Sr and similar to 80% of Pb, the remainder of these elements being shared by apatite, pyroxene and titanite. This contrast reflects a strong crystal-chemical control, whereby a higher proportion of an element with similar ratio and charge (Ca2+) enhances the residence of Sr and Pb in the M-site of alkali feldspar. The more alkaline character of the LSS magma is inferred to have inhibited zircon saturation; Zr + Hf remained in solution until late in the crystallization, and were mostly accommodated in the structure of Ca-Na pyroxene and titanite, which are one order of magnitude richer in these elements compared to the same minerals in LSO, where most of Zr and Hf are inferred to reside in zircon. The REE, Th and U reside mostly in titanite and apatite; D(REE)Tit/Ap raises steadily from 1 to 6 from La to Tb then remains constant up to Lu in the LSO sample; these values are about half as much in the LSS sample, where lower contents of incompatible elements in titanite are attributed to its greater modal abundance and earlier crystallization. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

The influence of petrogenetic processes on the composition of Ocean Island Basalts

Ocean Island Basalts (OIB) provide important information on the chemical and physical characteristics of their mantle sources. However, the geochemical composition of a generated magma is significantly affected by partial melting and/or subsequent fractional crystallization processes. In addition, the isotopic composition of an ascending magma may be modified during transport through the oceanic crust. The influence of these different processes on the chemical and isotopic composition of OIB from two different localities, Hawaii and Tubuai in the Pacific Ocean, are investigated here. In a first chapter, the Os-isotope variations in suites of lavas from Kohala Volcano, Hawaii, are examined to constrain the role of melt/crust interactions on the evolution of these lavas. As 187Os/188Os sensitivity to any radiogenic contaminant strongly depend on the Os content in the melt, Os and other PGE variations are investigated first. This study reveals that Os and other PGE behavior change during the Hawaiian magma differentiation. While PGE concentrations are relatively constant in lavas with relatively primitive compositions, all PGE contents strongly decrease in the melt as it evolved through ~ 8% MgO. This likely reflects the sulfur saturation of the Hawaiian magma and the onset of sulfide fractionation at around 8% MgO. Kohala tholeiites with more than 8% MgO and rich in Os have homogeneous 187Os/188Os values likely to represent the mantle signature of Kohala lavas. However, Os isotopic ratios become more radiogenic with decreasing MgO and Os contents in the lavas, which reflects assimilation of local crust material during fractional crystallization processes. Less than 8% upper oceanic crust assimilation could have produced the most radiogenic Os-isotope ratios recorded in the shield lavas. However, these small amounts of upper crust assimilation have only negligible effects on Sr and Nd isotopic ratios and therefore, are not responsible for the Sr and Nd isotopic heterogeneities observed in Kohala lavas. In a second chapter, fractional crystallization and partial melting processes are constrained using major and trace element variations in the same suites of lavas from Kohala Volcano, Hawaii. This inverse modeling approach allows the estimation of most of the trace element composition of the Hawaiian mantle source. The calculated initial trace element pattern shows slight depletion of the concentrations from LREE to the most incompatible elements, which indicates that the incompatible element enrichments described by the Hawaiian melt patterns are entirely produced by partial melting processes. The “Kea trend” signature of lavas from Kohala Volcano is also confirmed, with Kohala lavas having lower Sr/Nd and La/Th ratios than lavas from Mauna Loa Volcano. Finally, the magmatic evolution of Tubuai Island is investigated in a last chapter using the trace element and Sr, Nd, Hf isotopic variations in mafic lava suites. The Sr, Nd and Hf isotopic data are homogeneous and typical for the HIMU-type OIB and confirms the cogenetic nature of the different mafic lavas from Tubuai Island. The trace element patterns show progressive enrichment of incompatible trace elements with increasing alkali content in the lavas, which reflect progressive decrease in the degree of partial melting towards the later volcanic events. In addition, this enrichment of incompatible trace elements is associated with relative depletion of Rb, Ba, K, Nb, Ta and Ti in the lavas, which require the presence of small amount of residual phlogopite and of a Ti-bearing phase (ilmenite or rutile) during formation of the younger analcitic and nephelinitic magmas.

Partial melting within the lower crust – Constraints from bulk rock geochemical data and trace element mineral analyses of granulites and migmatites from Central Finland

This PhD thesis concerns geochemical constraints on recycling and partial melting of Archean continental crust. A natural example of such processes was found in the Iisalmi area of Central Finland. The rocks from this area are Middle to Late Archean in age and experienced metamorphism and partial melting between 2.7-2.63 Ga. The work is based on extensive field work. It is furthermore founded on bulk rock geochemical data as well as in-situ analyses of minerals. All geochemical data were obtained at the Institute of Geosciences, University of Mainz using X-ray fluorescence, solution ICP-MS and laser ablation-ICP-MS for bulk rock geochemical analyses. Mineral analyses were accomplished by electron microprobe and laser ablation ICP-MS. Fluid inclusions were studied by microscope on a heating-freezing-stage at the Geoscience Center, University Göttingen. Part I focuses on the development of a new analytical method for bulk rock trace element determination by laser ablation-ICP-MS using homogeneous glasses fused from rock powder on an Iridium strip heater. This method is applicable for mafic rock samples whose melts have low viscosities and homogenize quickly at temperatures of ~1200°C. Highly viscous melts of felsic samples prevent melting and homogenization at comparable temperatures. Fusion of felsic samples can be enabled by addition of MgO to the rock powder and adjustment of melting temperature and melting duration to the rock composition. Advantages of the fusion method are low detection limits compared to XRF analyses and avoidance of wet-chemical processing and use of strong acids as in solution ICP-MS as well as smaller sample volumes compared to the other methods. Part II of the thesis uses bulk rock geochemical data and results from fluid inclusion studies for discrimination of melting processes observed in different rock types. Fluid inclusion studies demonstrate a major change in fluid composition from CO2-dominated fluids in granulites to aqueous fluids in TTG gneisses and amphibolites. Partial melts were generated in the dry, CO2-rich environment by dehydration melting reactions of amphibole which in addition to tonalitic melts produced the anhydrous mineral assemblages of granulites (grt + cpx + pl ± amph or opx + cpx + pl + amph). Trace element modeling showed that mafic granulites are residues of 10-30 % melt extraction from amphibolitic precursor rocks. The maximum degree of melting in intermediate granulites was ~10 % as inferred from modal abundances of amphibole, clinopyroxene and orthopyroxene. Carbonic inclusions are absent in upper-amphibolite facies migmatites whereas aqueous inclusion with up to 20 wt% NaCl are abundant. This suggests that melting within TTG gneisses and amphibolites took place in the presence of an aqueous fluid phase that enabled melting at the wet solidus at temperatures of 700-750°C. The strong disruption of pre-metamorphic structures in some outcrops suggests that the maximum amount of melt in TTG gneisses was ~25 vol%. The presence of leucosomes in all rock types is taken as the principle evidence for melt formation. However, mineralogical appearance as well as major and trace element composition of many leucosomes imply that leucosomes seldom represent frozen in-situ melts. They are better considered as remnants of the melt channel network, e.g. ways on which melts escaped from the system. Part III of the thesis describes how analyses of minerals from a specific rock type (granulite) can be used to determine partition coefficients between different minerals and between minerals and melt suitable for lower crustal conditions. The trace element analyses by laser ablation-ICP-MS show coherent distribution among the principal mineral phases independent of rock composition. REE contents in amphibole are about 3 times higher than REE contents in clinopyroxene from the same sample. This consistency has to be taken into consideration in models of lower crustal melting where amphibole is replaced by clinopyroxene in the course of melting. A lack of equilibrium is observed between matrix clinopyroxene / amphibole and garnet porphyroblasts which suggests a late stage growth of garnet and slow diffusion and equilibration of the REE during metamorphism. The data provide a first set of distribution coefficients of the transition metals (Sc, V, Cr, Ni) in the lower crust. In addition, analyses of ilmenite and apatite demonstrate the strong influence of accessory phases on trace element distribution. Apatite contains high amounts of REE and Sr while ilmenite incorporates about 20-30 times higher amounts of Nb and Ta than amphibole. Furthermore, trace element mineral analyses provide evidence for magmatic processes such as melt depletion, melt segregation, accumulation and fractionation as well as metasomatism having operated in this high-grade anatectic area.