HYDROMAGNETICS OF ADVECTIVE ACCRETION FLOWS AROUND BLACK HOLES: REMOVAL OF ANGULAR MOMENTUM BY LARGE-SCALE MAGNETIC STRESSES

We show that the removal of angular momentum is possible in the presence of large-scale magnetic stresses in geometrically thick, advective, sub-Keplerian accretion flows around black holes in steady state, in the complete absence of alpha-viscosity. The efficiency of such an angular momentum transfer could be equivalent to that of alpha-viscosity with alpha = 0.01-0.08. Nevertheless, the required field is well below its equipartition value, leading to a magnetically stable disk flow. This is essentially important in order to describe the hard spectral state of the sources when the flow is non/sub-Keplerian. We show in our simpler 1.5 dimensional, vertically averaged disk model that the larger the vertical-gradient of the azimuthal component of the magnetic field is, the stronger the rate of angular momentum transfer becomes, which in turn may lead to a faster rate of outflowing matter. Finding efficient angular momentum transfer in black hole disks via magnetic stresses alone, is very interesting when the generic origin of alpha-viscosity is still being explored.

Origin of nonlinearity and plausible turbulence by hydromagnetic transient growth in accretion disks: Faster growth rate than magnetorotational instability

We investigate the evolution of hydromagnetic perturbations in a small section of accretion disks. It is known that molecular viscosity is negligible in accretion disks. Hence, it has been argued that a mechanism, known as magnetorotational instability (MRI), is responsible for transporting matter in the presence of a weak magnetic field. However, there are some shortcomings, which question the effectiveness of MRI. Now the question arises, whether other hydromagnetic effects, e.g., transient growth (TG), can play an important role in bringing nonlinearity into the system, even at weak magnetic fields. In addition, it should be determined whether MRI or TG is primarily responsible for revealing nonlinearity in order to make the flow turbulent. Our results prove explicitly that the flows with a high Reynolds number (Re), which is the case for realistic astrophysical accretion disks, exhibit nonlinearity via TG of perturbation modes faster than that by modes producing MRI. For a fixed wave vector, MRI dominates over transient effects only at low Re, lower than the value expected to be in astrophysical accretion disks, and low magnetic fields. This calls into serious question the (overall) persuasiveness of MRI in astrophysical accretion disks.

A Short Review on Lu-Hf Isotope System in Zircon: Implications for Crustal Evolution

Zircon has been recognized as the unaltered part of the Earth's history which preserves nearly 4 billion year record of earth's evolution. Zircon preserves igneous and metamorphic processes during its formation and remains unaffected by sedimentary processes and crustal recycling. U-Pb and Lu-Hf in zircon work as geochronometer and geochemical tracer respectively. Zircon provide valuable information about the source composition of the rocks and the intrinsic details of an unseen crust-mantle processes. The world wide data of U-Pb and Lu-Hf isotope systems in zircon reveal crustal evolution through geological history. Moreover, the U-Pb age pattern of zircons show distinct peaks attributed to preservation of crustal rocks or mountain building during supercontinent assembly. The histogram of continental crust preservation shows that nearly one-third of continental crust was formed during the Archean, almost 20% was formed during Paleoproterozoic and 14% in last 400 Ma.

Crustal Evolution of Kolli-Massif, Southern India

Southern India is a collage of numerous crustal fragments formed since the Archean (2500 Ma ago) and reworked several times during the geological history. A close look at these terrains provides a window to understand the crustal evolutionary processes experienced by the continental crust in the past, such as crustal growth (formation of crust through addition of new magma) and crustal reworking (modification of an already existing crust). Here we discuss the evolutionary history of such a crustal fragment from the Southern Granulite Terrain (SGT) in peninsular India, namely Kolli-massif. Geology, structural deformation through time, and the implications in crustal assembly of southern India are exponded.

Crustal structure in Southern California from array data

Crustal structure in Southern California is investigated using travel times from over 200 stations and thousands of local earthquakes. The data are divided into two sets of first arrivals representing a two-layer crust. The Pg arrivals have paths that refract at depths near 10 km and the Pn arrivals refract along the Moho discontinuity. These data are used to find lateral and azimuthal refractor velocity variations and to determine refractor topography.

In Chapter 2 the Pn raypaths are modeled using linear inverse theory. This enables statistical verification that static delays, lateral slowness variations and anisotropy are all significant parameters. However, because of the inherent size limitations of inverse theory, the full array data set could not be processed and the possible resolution was limited. The tomographic backprojection algorithm developed for Chapters 3 and 4 avoids these size problems. This algorithm allows us to process the data sequentially and to iteratively refine the solution. The variance and resolution for tomography are determined empirically using synthetic structures.

The Pg results spectacularly image the San Andreas Fault, the Garlock Fault and the San Jacinto Fault. The Mojave has slower velocities near 6.0 km/s while the Peninsular Ranges have higher velocities of over 6.5 km/s. The San Jacinto block has velocities only slightly above the Mojave velocities. It may have overthrust Mojave rocks. Surprisingly, the Transverse Ranges are not apparent at Pg depths. The batholiths in these mountains are possibly only surficial.

Pn velocities are fast in the Mojave, slow in Southern California Peninsular Ranges and slow north of the Garlock Fault. Pn anisotropy of 2% with a NWW fast direction exists in Southern California. A region of thin crust (22 km) centers around the Colorado River where the crust bas undergone basin and range type extension. Station delays see the Ventura and Los Angeles Basins but not the Salton Trough, where high velocity rocks underlie the sediments. The Transverse Ranges have a root in their eastern half but not in their western half. The Southern Coast Ranges also have a thickened crust but the Peninsular Ranges have no major root.

Seismic reflection experiments imaging the physical nature of crustal structures in southern California

Seismic reflection methods have been extensively used to probe the Earth's crust and suggest the nature of its formative processes. The analysis of multi-offset seismic reflection data extends the technique from a reconnaissance method to a powerful scientific tool that can be applied to test specific hypotheses. The treatment of reflections at multiple offsets becomes tractable if the assumptions of high-frequency rays are valid for the problem being considered. Their validity can be tested by applying the methods of analysis to full wave synthetics.

Three studies illustrate the application of these principles to investigations of the nature of the crust in southern California. A survey shot by the COCORP consortium in 1977 across the San Andreas fault near Parkfield revealed events in the record sections whose arrival time decreased with offset. The reflectors generating these events are imaged using a multi-offset three-dimensional Kirchhoff migration. Migrations of full wave acoustic synthetics having the same limitations in geometric coverage as the field survey demonstrate the utility of this back projection process for imaging. The migrated depth sections show the locations of the major physical boundaries of the San Andreas fault zone. The zone is bounded on the southwest by a near-vertical fault juxtaposing a Tertiary sedimentary section against uplifted crystalline rocks of the fault zone block. On the northeast, the fault zone is bounded by a fault dipping into the San Andreas, which includes slices of serpentinized ultramafics, intersecting it at 3 km depth. These interpretations can be made despite complications introduced by lateral heterogeneities.

In 1985 the Calcrust consortium designed a survey in the eastern Mojave desert to image structures in both the shallow and the deep crust. Preliminary field experiments showed that the major geophysical acquisition problem to be solved was the poor penetration of seismic energy through a low-velocity surface layer. Its effects could be mitigated through special acquisition and processing techniques. Data obtained from industry showed that quality data could be obtained from areas having a deeper, older sedimentary cover, causing a re-definition of the geologic objectives. Long offset stationary arrays were designed to provide reversed, wider angle coverage of the deep crust over parts of the survey. The preliminary field tests and constant monitoring of data quality and parameter adjustment allowed 108 km of excellent crustal data to be obtained.

This dataset, along with two others from the central and western Mojave, was used to constrain rock properties and the physical condition of the crust. The multi-offset analysis proceeded in two steps. First, an increase in reflection peak frequency with offset is indicative of a thinly layered reflector. The thickness and velocity contrast of the layering can be calculated from the spectral dispersion, to discriminate between structures resulting from broad scale or local effects. Second, the amplitude effects at different offsets of P-P scattering from weak elastic heterogeneities indicate whether the signs of the changes in density, rigidity, and Lame's parameter at the reflector agree or are opposed. The effects of reflection generation and propagation in a heterogeneous, anisotropic crust were contained by the design of the experiment and the simplicity of the observed amplitude and frequency trends. Multi-offset spectra and amplitude trend stacks of the three Mojave Desert datasets suggest that the most reflective structures in the middle crust are strong Poisson's ratio (σ) contrasts. Porous zones or the juxtaposition of units of mutually distant origin are indicated. Heterogeneities in σ increase towards the top of a basal crustal zone at ~22 km depth. The transition to the basal zone and to the mantle include increases in σ. The Moho itself includes ~400 m layering having a velocity higher than that of the uppermost mantle. The Moho maintains the same configuration across the Mojave despite 5 km of crustal thinning near the Colorado River. This indicates that Miocene extension there either thinned just the basal zone, or that the basal zone developed regionally after the extensional event.

Geological evolution of two crustal scale shear zones. Part I. The Rand thrust complex, northwestern Mojave Desert, California. Part II. The Magdalena metamorphic core complex, north central Sonora, Mexico

The geology and structure of two crustal scale shear zones were studied to understand the partitioning of strain within intracontinental orogenic belts. Movement histories and regional tectonic implications are deduced from observational data. The two widely separated study areas bear the imprint of intense Late Mesozoic through Middle Cenozoic tectonic activity. A regional transition from Late Cretaceous-Early Tertiary plutonism, metamorphism, and shortening strain to Middle Tertiary extension and magmatism is preserved in each area, with contrasting environments and mechanisms. Compressional phases of this tectonic history are better displayed in the Rand Mountains, whereas younger extensional structures dominate rock fabrics in the Magdalena area.

In the northwestern Mojave desert, the Rand Thrust Complex reveals a stack of four distinctive tectonic plates offset along the Garlock Fault. The lowermost plate, Rand Schist, is composed of greenschist facies metagraywacke, metachert, and metabasalt. Rand Schist is structurally overlain by Johannesburg Gneiss (= garnet-amphibolite grade orthogneisses, marbles and quartzites), which in turn is overlain by a Late Cretaceous hornblende-biotite granodiorite. Biotite granite forms the fourth and highest plate. Initial assembly of the tectonic stack involved a Late Cretaceous? south or southwest vergent overthrusting event in which Johannesburg Gneiss was imbricated and attenuated between Rand Schist and hornblende-biotite granodiorite. Thrusting postdated metamorphism and deformation of the lower two plates in separate environments. A post-kinematic stock, the Late Cretaceous Randsburg Granodiorite, intrudes deep levels of the complex and contains xenoliths of both Rand Schist and mylonitized Johannesburg? gneiss. Minimum shortening implied by the map patterns is 20 kilometers.

Some low angle faults of the Rand Thrust Complex formed or were reactivated between Late Cretaceous and Early Miocene time. South-southwest directed mylonites derived from Johannesburg Gneiss are commonly overprinted by less penetrative north-northeast vergent structures. Available kinematic information at shallower structural levels indicates that late disturbance(s) culminated in northward transport of the uppermost plate. Persistence of brittle fabrics along certain structural horizons suggests a possible association of late movement(s) with regionally known detachment faults. The four plates were juxtaposed and significant intraplate movements had ceased prior to Early Miocene emplacement of rhyolite porphyry dikes.

In the Magdalena region of north central Sonora, components of a pre-Middle Cretaceous stratigraphy are used as strain markers in tracking the evolution of a long lived orogenic belt. Important elements of the tectonic history include: (1) Compression during the Late Cretaceous and Early Tertiary, accompanied by plutonism, metamorphism, and ductile strain at depth, and thrust driven? syntectonic sedimentation at the surface. (2) Middle Tertiary transition to crustal extension, initially recorded by intrusion of leucogranites, inflation of the previously shortened middle and upper crustal section, and surface volcanism. (3) Gravity induced development of a normal sense ductile shear zone at mid crustal levels, with eventual detachment and southwestward displacement of the upper crustal stratigraphy by Early Miocene time.

Elucidation of the metamorphic core complex evolution just described was facilitated by fortuitous preservation of a unique assemblage of rocks and structures. The "type" stratigraphy utilized for regional correlation and strain analysis includes a Jurassic volcanic arc assemblage overlain by an Upper Jurassic-Lower Cretaceous quartz pebble conglomerate, in turn overlain by marine strata with fossiliferous Aptian-Albian limestones. The Jurassic strata, comprised of (a) rhyolite porphyries interstratified with quartz arenites, (b) rhyolite cobble conglomerate, and (c) intrusive granite porphyries, are known to rest on Precambrian basement north and east of the study area. The quartz pebble conglomerate is correlated with the Glance Conglomerate of southeastern Arizona and northeastern Sonora. The marine sequence represents part of an isolated arm? of the Bisbee Basin.

Crosscutting structural relationships between the pre-Middle Cretaceous supracrustal section, younger plutons, and deformational fabrics allow the tectonic sequence to be determined. Earliest phases of a Late Cretaceous-Early Tertiary orogeny are marked by emplacement of the 78 ± 3 Ma Guacomea Granodiorite (U/Pb zircon, Anderson et al., 1980) as a sill into deep levels of the layered Jurassic series. Subsequent regional metamorphism and ductile strain is recorded by a penetrative schistosity and lineation, and east-west trending folds. These fabrics are intruded by post-kinematic Early Tertiary? two mica granites. At shallower crustal levels, the orogeny is represented by north directed thrust faulting, formation of a large intermontane basin, and development of a pronounced unconformity. A second important phase of ductile strain followed Middle Tertiary? emplacement of leucogranites as sills and northwest trending dikes into intermediate levels of the deformed section (surficial volcanism was also active during this transitional period to regional extension). Gravitational instabilities resulting from crustal swelling via intrusion and thermal expansion led to development of a ductile shear zone within the stratigraphic horizon occupied by a laterally extensive leucogranite sill. With continued extension, upper crustal brittle normal faults (detachment faults) enhanced the uplift and tectonic denudation of this mylonite zone, ultimately resulting in southwestward displacement of the upper crustal stratigraphy.

Strains associated with the two ductile deformation events have been successfully partitioned through a multifaceted analysis. R_f/Ø measurements on various markers from the "type" stratigraphy allow a gradient representing cumulative strain since Middle Cretaceous time to be determined. From this gradient, noncoaxial strains accrued since emplacement of the leucogranites may be removed. Irrotational components of the postleucogranite strain are measured from quartz grain shapes in deformed granites; rotational components (shear strains) are determined from S-C fabrics and from restoration of rotated dike and vein networks. Structural observations and strain data are compatable with a deformation path of: (1) coaxial strain (pure shear?), followed by (2) injection of leucogranites as dikes (perpendicular to the minimum principle stress) and sills (parallel to the minimum principle stress), then (3) southwest directed simple shear. Modeling the late strain gradient as a simple shear zone permits a minimum displacement of 10 kilometers on the Magdalena mylonite zone/detachment fault system. Removal of the Middle Tertiary noncoaxial strains yields a residual (or pre-existing) strain gradient representative of the Late Cretaceous-Early Tertiary deformation. Several partially destrained cross sections, restored to the time of leucogranite emplacement, illustrate the idea that the upper plate of the core complex bas been detached from a region of significant topographic relief. 50% to 100% bulk extension across a 50 kilometer wide corridor is demonstrated.

Late Cenozoic tectonics of the Magdalena region are dominated by Basin and Range style faulting. Northeast and north-northwest trending high angle normal faults have interacted to extend the crust in an east-west direction. Net extension for this period is minor (10% to 15%) in comparison to the Middle Tertiary detachment related extensional episode.

Arquitetura crustal da bacia de Almada no contexto das bacias da margem lesste da América do Sul

A Bacia de Almada, localizada no estado da Bahia, compartilha características similares com as outras bacias da margem leste do Brasil, quando é analisada segundo aspectos como os processos sedimentares e o regime de esforço dominante durante a sua formação. Observa-se uma diferença marcante em relação as outras bacias quando é analisada sob a ótica da composição da crosta transicional, uma vez que não se registra atividade vulcânica durante a fase rifte. A aquisição de um extenso levantamento sísmico 3D, com cabos de 6 km de comprimento e 9.2 segundos de tempo de registro (tempo sísmico duplo), resultaram em imagens sísmicas de boa qualidade das estruturas profundas do rifte. Adicionalmente, estudos de modelagem gravimétrica foram integrados com a análise sísmica para corroborar o modelo geológico. A Bacia de Almada é parte dos sistemas de rifte continentais, desenvolvidos durante o Berriasiano até o Aptiano, que antecederam a quebra do continente do Gondwana, evoluindo posteriormente para uma margem passiva divergente. O processo do rifteamento desenvolveu cinco sub-bacias de orientação NNE-SSO, desde posições terrestres até marinhas profundas, produzindo um arcabouço estrutural complexo. Os perfis da sísmica profunda mostram o afinamento progressivo da crosta continental até espessuras da ordem de 5 km, abaixo da sub-bacia mais oriental, com fatores de estiramento crustal próximo a 7 antes do desenvolvimento de crosta oceânica propriamente dita. As imagens sísmicas de boa qualidade permitem também o reconhecimento de sistemas de falhas lístricas que se iniciam na crosta superior, evoluem atravessando a crosta e conectando as sub-bacias para finalizar em um descolamento horizontal na crosta inferior estratificada. Adicionalmente, a bacia apresenta um perfil assimétrico, compatível com mecanismos de cisalhamento simples. As margens vulcânicas (VM) e não vulcânicas (NVM), são os extremos da análise composicional das margens divergentes continentais. Na Bacia de Almada não se reconhecem os elementos arquiteturais típicos das VM, tais como são as grandes províncias ígneas, caracterizadas por cunhas de refletores que mergulham em direção ao mar e por intenso vulcanismo pré- e sin-rifte nas bacias. Embora a margem divergente do Atlântico Sul seja interpretada tradicionalmente como vulcânica, o segmento do rifte ao sul do Estado da Bahia apresenta características não-vulcânicas, devido à ausência destes elementos arquiteturais e aos resultados obtidos nas perfurações geológicas que eventualmente alcançam a seqüência rifte e embasamento. Regionalmente a margem divergente sul-americana é majoritariamente vulcânica, embora a abundância e a influência do magmatísmo contemporâneo ao rifte seja muito variável. Ao longo da margem continental, desde a Bacia Austral no sul da Argentina, até a Bacia de Pernambuco no nordeste do Brasil, podem ser reconhecidos segmentos de caráter vulcânico forte, médio e não vulcânico. Nos exemplos clássicos de margens não vulcânicas, como a margem da Ibéria, a crosta transicional é altamente afinada podendo apresentar evidências de exumação de manto. Na Bacia de Almada, a crosta transicional apresenta importante estiramento embora não haja evidências concretas de exumação de manto. Os mecanismos responsáveis pela geração e intrusão dos grandes volumes de magma registrados nas margens divergentes são ainda sujeitos a intenso debate. Ao longo da margem divergente sul-americana há evidências da presença dos mecanismos genéticos de estiramento litosférico e impacto de plumas. Alternativamente estes dois mecanismos parecem ter tido um papel importante na evolução tectônica da margem sudeste e sul, diferenciando-as da margem continental onde foi implantada a Bacia de Almada.

Comparação entre o Complexo Juiz de fora e a Unidade Granulítica Ponte de Zinco: geocronologia U-Pb em zircão (LA-ICPMS), geoquímica isotópica e composição das fontes geradoras

A comparação entre o Complexo Juiz de Fora e a Unidade Granulítica Ponte de Zinco (Mangaratiba - RJ) revelou que existem diferenças significativas entre essas unidades. Na Unidade Granulítica Ponte de Zinco, são encontrados ortogranulitos de composição granítica e granodiorítica, que representam o embasamento da Unidade, denominada aqui de Ortogranulitos Ribeirão das Lajes. Dois outros litotipos ortoderivados também foram encontrados: (i) um ortognaisse com granada (MAN-JEF-03a), sendo que a granada ocorre de forma subordinada; (ii) ortognaisse leucocrático (MAN-JEF-04), com características miloníticas. Além dessas, rochas metassedimentares também afloram na Unidade Granulítica Ponte de Zinco. Foi interpretado que um ortogranulito (MAN-JEF-01a) de alto-K, com composição monzogranítica, cristalizou em ca. 2653 37 Ma (U-Pb em zircão por LA-ICPMS), afetado por um evento no Neoproterozóico, que gerou os minerais máficos hidratados, observados na análise petrográfica e como mostram as borda de sobrecrescimento em zircão. Sua idade modelo de Nd de 2,7 Ga e seu εNd positivo de +2,1, apontam para uma gênese mantélica, tendo assimilado rochas crustais, pois são encontrados grãos de zircão herdados de aproximadamente 2996 17 Ma e 3343 3.8 Ma. Os dados de litogeoquímica e sua razão 87Sr/86 Sr(t) (0,70529), são compatíveis com uma geração em um arco continental. O ortognaisses com granada do ponto MAN-JEF-03 possui composição granodiorítica. A idade de cristalização interpretada pela análise geocronológica U-Pb em zircão (LA-ICPMS), foi ca. 2117 15 Ma. Esse litotipo foi metamorfizado no Neoproterozóico, sendo a idade obtida pelo intercepto inferior de 631 40 Ma. Seus dados isotópicos apontam para uma rocha juvenil gerada a partir do manto (TDM ≈ de 2,1 Ga e εNd = +3,4). Sua alta razão 87Sr/86 Sr(t) (0,710 ) juntamente com os grãos de zircão herdados (2,6 Ga) e a presença de enclaves, indicam assimilação de rochas crustais. O ortognaisse leucocrático (MAN-JEF-04) classificado como alto-K, possui composição monzogranítica, idade 2132 9,4 Ma U-Pb em zircão (LA-ICPMS). Um único grão relíquiar de ortopiroxênio encontrado em lâmina, , indica que a rocha já foi submetida a metamorfismo de fácies granulito, porém esse evento não deixou registro nos grãos analisados. O retrometamorfismo pode ter ocorrido em dois momentos, 647 11 Ma e 595 38 Ma, calculados através da concordia age, em sobrecrescimentos homogêneos e, pelo intercepto inferior, respectivamente. Sua baixa razão 87Sr/86 Sr(t) (≈ 0,703) associada com εNd positivo (+2,3) e sua idade modelo de aproximadamente 2,1 Ga, revelam que a rocha foi formada por um material mantélico juvenil. Já as análises geocronológicas em U-Pb em zircão (LA-ICPMS) na região de Juiz de Fora (MG), revelaram a existência de dois litotipos Arqueanos: um ortogranulito granodiorítico (MB-JEF-01b), de baixo-K com idade de 2849 11 Ma e com herança de 2975 10 Ma. Seu εNd positivo (+5,9) aponta para uma gênese a partir do manto depletado, já sua alta razão 87Sr/86Sr(t) (≈0,709) indica contaminação de Rb de fontes externas, talvez causada pela assimilação da crosta, como revelam os zircões herdados e/ou fluidos retrometamorficos. Outro litotipo é uma rocha gabróica do tipo E-MORB, cuja idade foi calculada em 2691 14 Ma, com retrometamorfismo ocorrido no intervalo de 604 67 Ma, obtida pelo intercepto inferior. Seu εNd igual a +3,4 e sua razão 87Sr/86 Sr(t) (≈0,701) mostram extração a partir do manto depletado. Novos dados isotópicos do CJF na região de Três Rios (RJ) e Juiz de Fora (MG), sugerem que os ortogranulitos calcioalcalinos podem representar grupos distintos. Rochas com εNd positivos são consequentemente associadas ao manto depletado, porém rochas com εNd negativos devem ter sido geradas por fusão crustal, que podem ser fusão de crosta inferior, devido a razão 87Sr/86 Sr(t) (0,70514) encontrada no amostra MB-JEF-02a (ortogranulito de alto-K) ou tendo a crosta contribuição nas gênese dessas rochas. Os ortogranulitos básicos possuem εNd positivos com baixas razões 87Sr/86 Sr(t) , o que indica extração a partir do manto depletado, porém sua razões La/YbN e La/NbN maiores que 1, revelam alguma contribuição de uma fonte enriquecida, assim também mostram suas razões Pb/Pb, que são maiores do que as razões calculadas para evolução de Pb na Terra. Essas interpretações ainda podem ser estendidas para um ortoanfibolito da série alcalina, encontrado na região de Três Rios (RJ).

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

Arcabouço crustal profundo da parte Centro-Norte da margem de Angola: modelo de afinamento e contato de crostas

Este trabalho tem como objetivo a identificação de feições que permitam (1) a construção do arcabouço crustal profundo e da porção superior do manto em parte da Costa de Angola, (2) a comparação deste arcabouço com o embasamento aflorante e (3) a tentativa de adequar estes resultados aos modelos de ruptura continental já publicados. Para alcançar estes objetivos foi feita a interpretação de cinco linhas sísmicas de reflexão profundas (25 Km de profundidade) na costa de Angola, nas Bacias de Kwanza e Baixo Congo, adquiridas pela ION-GXT. As feições identificadas na sísmica de reflexão auxiliaram na determinação dos limites da crosta continental superior e inferior, no reconhecimento das camadas que compõem a crosta oceânica e na identificação da Descontinuidade de Mohorovicic (que marca o limite entre crosta e manto). A interpretação sísmica associada a dados da literatura (que proporcionaram valores de densidade para os pacotes identificados na interpretação sísmica) permitiram a realização de uma modelagem gravimétrica que foi comparada ao dado gravimétrico adquirido durante a aquisição sísmica. A modelagem gravimétrica serviu para validar a interpretação sísmica, atuando como um controle de qualidade para a interpretação. Caso a anomalia gravimétrica gerada pela modelagem não estivesse de acordo com a anomalia medida, a interpretação sísmica era revista na tentativa de um melhor ajuste entre o resultado modelado e o medido. Este ajuste, no entanto, sempre foi feito honrando os refletores que estavam bem marcados na sísmica. Somado a isto, ainda foi utilizado o dado magnético adquirido no campo, no auxilio da interpretação. O arcabouço crustal obtido com a utilização deste método permitiu a comparação dos resultados da interpretação com os modelos de evolução de margens passivas existentes na literatura, mostrando muitos pontos em comum aos modelos que defendem a possibilidade de ocorrência de manto exumado em margens passivas pobres em magmatismo. A interpretação final destes dados mostrou um domínio proximal marcado por uma crosta continental espessa porém pouco afinada em contato com um domínio distal marcado por uma crosta continental muito afinada (crosta hiper-estirada) e, em direção ao centro do oceano, uma região em que ocorre a exumação do manto. A passagem do domínio proximal para o distal ocorre de forma rápida em uma região denominada Zona de Estrangulamento. À oeste do manto exumado é possível identificar a crosta oceânica. O cruzamento dos resultados obtidos neste trabalho com dados do embasamento aflorante no continente africano sugerem um controle do deste nos valores finais de afinamento da crosta continental sob a bacia e nas regiões de manto exumado. Trabalhos recentes realizados na costa de Angola e do Brasil mostram feições semelhantes às identificadas nesta dissertação.