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Análise petrográfica, microestrutural e de química mineral em rochas da suíte Alto Maranhão – Cinturão Mineiro.
(2019) Vieira, Reginaldo Resende; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Seixas, Luís Antônio Rosa; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Endo, Issamu; Viegas, Luis Gustavo Ferreira
Este estudo é focado nos aspectos petrográficos, microestruturais e de química mineral das rochas presentes a suíte Alto Maranhão, cinturão de granitoides paleoproterozoico – 2130 Ga. Foram estudados enclaves microdioríticos com variáveis graus de alongamento e suas rochas hospedeiras compostas por tonalitos e quartzo-dioritos, em contexto típico de mescla magmática. A primeira etapa desse trabalho foi composta por estudos de campo, necessários para o reconhecimento e definição dos afloramentos, descrição das estruturas e seleção das estações de amostragem. Nesse sentido, diversas estruturas associadas ao contexto da mescla magmática, com nítida preservação dos aspectos ígneos foram observadas, juntamente com grau variável de orientação mineral. Foram destacados os aspectos microestruturais apresentados pelo quartzo e plagioclásio. De maneira geral, os aspectos microestruturais revelam o domínio de feições ígneas a transicionais, caracterizadas pelo alinhamento de plagioclásios, associado com suas formas euédricas à subédricas, granulação grossa e relativa ausência de feições relacionadas à deformação de estado solidus. O quartzo, embora em menor quantidade, revela menor resistência à deformação, quando comparado ao plagioclásio. A análise de forma foi realizada por meio do contorno dos grãos de quartzo e plagioclásio em fotomicrografias ópticas, dispostas em mosaico. Posteriormente foram processadas pelo software SPO. Dados como distribuição da granulação, razões axiais, forma característica dos agregados foram obtidos. Em seguida, com vistas a se determinar o grau de orientação dos cristais de plagioclásio nas amostras de cada estação de estudo, foram plotados estereogramas com a orientação média estatística dos eixos maiores dos plagioclásios X(L). A orientação dos grãos de quartzo em relação à orientação definida pelo plagioclásio também foi estabelecida. Algumas fases específicas foram ainda analisadas por microssonda: plagioclásio, biotita, anfibólio e titanita. O plagioclásio presente no enclave e nas rochas hospedeiras, apresenta, de forma geral, zoneamento químico normal. Foram analisados dois tipos de biotita, a que ocorre como núcleos dentro do anfibólio e a variedade que ocorre isoladamente. Ambas foram classificadas como reequilibradas. O tipo de anfibólio presente nas amostras com menos aspectos de deformação se trata da hornblenda. Já nas amostras com maiores feições de deformação, o anfibólio presente se trata da actinolita. A análise da titanita revelou maior concordância com aquelas de origem ígnea, em relação aos estudos presentes na literatura. Levando-se em conta o contexto regional, sobretudo pela concordância entre os lineamentos Congonhas- Itaverava e Jeceaba-Bom Sucesso em relação aos alinhamentos verificados nos plagioclásios – X(L), em conjunto com os demais estudos, estabeleceu-se, conforme os modelos vigentes na literatura, a provável origem sintectônica da suíte Alto Maranhão, em relação a movimentações direcionais ocorridas em ambos os lineamentos, no decorrer das etapas do evento Transamazônico.
Anisotropia de suscetibilidade magnética de granitoides da suíte Alto Maranhão, Cinturão Mineiro, Cráton do São Francisco Meridional.
(2022) Guedes, Isabela Nahas Ribeiro; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Viegas, Luis Gustavo Ferreira; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Bitencourt, Maria de Fátima Aparecida Saraiva; Endo, Issamu
A Suíte Alto Maranhão (2130 Ma) compreende uma das associações de rochas graníticas juvenis formadas em ambiente de arco vulcânico no contexto do Cinturão Mineiro (sudeste do Brasil). Este é tido enquanto um dos segmentos acrescionários Paleoproterozoicos constituintes da orogênese Minas- Bahia. O corpo principal da Suíte Alto Maranhão é balizado por duas grandes zonas de cisalhamento regionais, sendo elas: a zona de cisalhamento Jeceaba-Bom Sucesso, de direção NE-SW e a zona de cisalhamento Congonhas-Itaverava, de direção NW-SE. Com o intuito de elaborar um modelo de alojamento para tal Suíte e investigar a relação entre zonas de cisalhamento e a migração, transporte e alojamento de magmas na transição Arqueano-Paleoproterozoico, foi conduzida uma investigação utilizando da anisotropia de suscetibilidade magnética (ASM) e da análise estrutural e microestrutural. Os dados de campo indicam a preservação de estruturas magmáticas como a presença de enclaves alongados e internamente indeformados e acamamento ígneo. As microestruturas revelam que a trama registrada é predominantemente de origem magmática a tardi-magmática, predominando feições como cristais euédricos de plagioclásio sem deformação intracristalina com orientação preferencial e ligeira extinção ondulante em quartzo. A trama magnética revelou heterogeneidades estruturais ao longo do corpo, demostrando diferenças entre o lóbulo leste e oeste. O primeiro foi caracterizado enquanto uma zona de alimentação de raiz profunda, onde predominam lineações e foliações magnéticas verticais orientadas de acordo com a direção NW-SE, no qual a injeção do magma tonalítico e posterior reabastecimento de magmas intermediários foi assistida pela zona de cisalhamento Congonhas- Itaverava, bem como seu espalhamento sub-horizontal para oeste, evidenciado por lineações horizontais associadas a foliações de mergulhos verticais a moderados também no trend NW-SE. A zona de cisalhamento Jeceaba-Bom Sucesso e rochas encaixantes serviram como uma barreira reológica que impediu o escoamento do magma mais adiante, dentre as evidencias que sugerem tal intepretação estão a predominância de elipsoides magnéticos oblatos e desorganização da orientação da lineação magnética. Nas proximidades da zona de cisalhamento Congonhas-Itaverava, deslocamentos horizontais e microestruturas de caráter cisalhante relativas ao estado tardi-magmático indicam que a intrusão tenha sido sin- a pós-cinemática em relação a tal estrutura. O modelo de alojamento proposto para a Suíte Alto Maranhão sugere que a deformação transcorrente ocorreu concomitantemente ao crescimento crustal registrado no paleocontinente São Francisco durante o Paleoproterozoico.
Arcabouço estrutural, petrografia e idades U-Pb em zircão de diques intrusivos em granitoides da suíte Lagoa Dourada (2350 Ma) – Cinturão Mineiro, sudeste do Brasil.
(2020) Lopes, Stéphany Rodrigues; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro
A Suíte Lagoa Dourada (SLD), localizada no Cinturão Mineiro (CM), borda sul do Cráton São Francisco (CSF), datada em ca. 2,35 Ga, é composta por biotita-hornblenda tonalitos cortados por uma rede de diques classificados em 5 diferentes tipos (Tipos 1 a 5). Esses tipos foram individualizados a partir de suas relações de corte e orientação espacial, obtidas com cartografia de 4 áreas alvos, além da composição modal e textura. Com características microestruturais majoritariamente ígneas, a foliação observada nestes diques foi gerada durante a sua colocação, associada ao próprio fluxo magmático. As relações de corte observadas mostram que os diques Tipo 1 (ca. 2347 Ma) são os mais antigos, cuja idade obtida superpõe, dentro do erro analítico, a idade da rocha hospedeira. Esses diques foram alojados por meio de um sistema de fraturas sin-intrusivas provenientes da contração volumétrica do plúton durante a sua cristalização. O processo de ruptura da rocha hospedeira para a colocação dos demais tipos deve-se provavelmente ao fraturamento provocado pela pressão magmática, tendo a intrusão mais jovem (Tipo 5, ca. 2332 Ma) ocorrido aproximadamente 20 Ma após a sua cristalização. Tem-se então o registro singular da produção de crosta em ca. 2350-2330 Ma para a SLD e diques nela intrusivos, tempo que corresponde a um período de carência global do registro de geração de crosta continental (2,45 e 2,2 Ga).
Contrasting oxygen fugacity of I- and S-type granites from the Araçuaí orogen, SE Brazil : an approach based on opaque mineral assemblages.
(2019) Dias, Jordania Cristina dos Santos; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro
This study presents mineralogical characterization of opaque assemblages from I- and S-type granites from the Araçuaí orogen, southeastern Brazil that belong respectively, to the pre- and syn-collisional stages of the orogeny. Although these granites are geochemically well-characterized, with a robust geochemical, isotopic and geochronological database, their opaque minerals have not yet been investigated, and they provide important information about the oxygen fugacity and temperature conditions of their magmas. I-type granites (G1 Supersuite) consist of biotite hornblende granites and their opaque assemblage is ilmenite + pyrite + pyrrhotite ± magnetite ± Fe-Ti oxides ± chalcopyrite. S-type rocks (G2 Supersuite) are biotite muscovite sillimanite granites with ilmenite + graphite + pyrrhotite + pyrite as opaques. Our results combined with literature data show that ranges for oxygen fugacity (fO2) are: I-type granitoids containing magnetite and free of pyrite and phyrrhotite likely crystallized under fO2 between 10−15 bars and 10–8.5 bars, whereas magnetite free rocks containing pyrite and pyrrhotite should have crystallized with fO2 higher than 10−18 bars and lower than 10−15 bars. Regarding S-type granites, they must have crystallized under fO2 lower than 10−18 bars.
Estudo estrutural, textural e geoquímico dos hematititos da Mina do Pico e arredores, Itabirito – Quadrilátero Ferrífero – MG.
(2022) Dadalto, Ráyna Durão; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Endo, Issamu; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Rios, Francisco Javier; Melo, Gustavo Henrique Coelho de
A Mina do Pico está localizada no município de Itabirito, no estado de Minas Gerais, Brasil, no flanco leste do Sinclinal Moeda e está inserida na Província Mineral do Quadrilátero Ferrífero. A região é rica em minério de ferro, e os corpos hipogênicos são caracterizados pelos hematititos, denominados comercialmente de hematita compacta, tendo grande importância econômica devido ao seu elevado teor em ferro. Este minério está alojado nos itabiritos da Formação Cauê, a unidade Paleoproterozóica do Supergrupo Minas, depositada entre 2,58 e 2,42 Ga. Observa-se na Mina do Pico e arredores que os corpos de hematititos ocorrem de forma discordante ao bandamento composicional do itabirito, constituindo volumes significativos desse minério bem como como bandas ou lâminas de espessura milimétrica no itabirito, ou seja, subparalelas ao bandamento composicional. Estudos anteriores chegaram à conclusão de que houve ação de fluidos hidrotermais nos itabiritos da Formação Cauê, que teriam sido responsáveis pela reconcentração e enriquecimento de óxidos de ferro nessas rochas. Este trabalho teve como objetivo geral caracterizar geneticamente estes hematititos estudando a relação estrutural, a petrografia e a geoquímica dos corpos de hematititos e as bandas ou lâminas de hematititos nos itabiritos, com o intuito de confirmar a ação dos fluidos hidrotermais na gênese dessas rochas e caracterizar o controle estrutural dos corpos. Para isso foram realizados trabalhos de campo para estudo das relações estruturais entre os diversos litotipos da Formação Cauê. Foram realizados estudos petrográficos ao microscópio ótico e ao Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), e análises via ICP-OES, ICP-MS e titulometria com K2Cr2O7 para obtenção dos elementos maiores, menores e traços (incluindo ETR +Y), Fe2+ e Fe3+. Nos trabalhos de campo foram levantadas as relações estruturais e medidas as atitudes de bandamento composicional, xistosidade e lineações de intersecção (S0xSn) e mineral. Através de análises petrográficas e geoquímicas, observou-se que os itabiritos são essencialmente compostos por óxidos de ferro e quartzo (SiO2), e os hematititos discordantes do bandamento composicional do itabirito é composto quase inteiramente por óxidos de ferro, onde a magnetita já teria sido quase completamente transformada em hematita microcristalina ou tabular. Além disso, a geoquímica também forneceu outras informações importantes, tais como a anomalia positiva de Eu em gráficos multielementares de ETR + Y, corroborando a ação dos fluidos hidrotermais. Os fluidos teriam atuado tanto nas bandas de óxidos de ferro dos itabiritos quanto nos corpos de hematititos discordantes do bandamento composicional do itabirito, uma vez que não foram observadas grandes diferenças texturais e geoquímicas entre eles. As observações estruturais de campo, fotointerpretação de imagens de relevo sombreado e dados geofísicos (magnetométricos) combinados com dados petrográficos e geoquímicos permitiram propor um modelo genético-estrutural para a formação dos corpos megascópicos de hematitito, associada a estruturas do tipo pull-apart nucleadas em sistema transtrativo sinistral controlado por duas falhas (Cata Branca e Pau Branco) de direção NW-SE. Essas falhas correspondem a reativação de descontinuidades crustais preenchidas por diques máficos de idade 1,7 Ga. Subsidiariamente, ocorrem corpos de hematititos no entrado de diques máficos dobrados, sugerindo que essas falhas devem ter agido como condutos para o fluido hidrotermal durante a xvi reativação Brasiliana. Adicionalmente, os fluidos hidrotermais teriam agido também ao longo das anisotropias reativadas, bandamento composicional dos itabiritos, transformando-as mineralógica e texturalmente, concentrando ainda mais as hematitas formando bandas ou lâminas de hematitito. Foram definidos dois tipos de minério de ferro hipogênico na região da Mina do Pico: Depósito de Minério de Ferro Bandado (Banded Iron Ore Deposits - BID) e o Depósito de Minério de Ferro Maciço (Massive Iron Ore Deposits - MID).
Evidências da colocação sintectônica de plutons revelada por estudos de campo, petrográficos, microestruturais e de química mineral : estudo de caso da Suíte Alto Maranhão (2130 Ma), Cinturão Mineiro, Sudeste do Brasil.
(2020) Vieira, Reginaldo Resende; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva
Este estudo é focado nos aspectos petrográficos, microestruturais e de química mineral das rochas presentes na Suíte Alto Maranhão (~2130 Ma), que é parte de um cinturão de granitoides Paleoproterozoicos localizados no sudeste do Brasil. Parâmetros microestruturais de grãos de quartzo e plagioclásio foram quantificados por serem fases amplamente estudadas e haver uma vasta gama de estudos de caso para comparação. Além disso, foram estudados enclaves microdioríticos, em tonalitos e quartzo-dioritos, que apresentam variáveis graus de alongamento e estão relacionados a processos de mistura de magmas. De maneira geral, os aspectos microestruturais revelam o domínio de feições ígneas a tardi-magmáticas, caracterizadas pelo alinhamento de grãos euédricos a subédricos de plagioclásios, de granulação grossa, que no geral não mostram feições relacionadas a deformação intracristalina. Grãos de quartzo e plagioclásio foram manualmente contornados e os mapas de contorno processados com o programa SPO para análise de forma dos mesmos. Distribuição de tamanho dos grãos, razões axiais e orientação preferencial de eixos maiores foram obtidas, assim como as elipses que melhor representam a forma característica dos agregados. O grau de orientação de forma dos grãos de plagioclásio foi analisado para cada estação de estudo com base em rosetas que mostram a orientação preferencial de seus eixos maiores, com a orientação principal média para cada agregado. Essa direção foi convencionada como direção X, X(L), sendo usada como referência para análise de orientação de forma dos grãos de quartzo. Plagioclásio, biotita, anfibólio e titanita foram ainda analisados com microssonda eletrônica. Levando-se em conta o contexto regional, sobretudo pela concordância entre os lineamentos Congonhas-Itaverava e Jeceaba-Bom Sucesso em relação aos alinhamentos verificados para grãos de plagioclásio – X(L), quartzo, biotita e anfibólio, estabeleceu-se, conforme os modelos vigentes na literatura, a provável origem sintectônica da Suíte Alto Maranhão em relação a movimentações direcionais ocorridas em ambos os lineamentos no decorrer do evento Transamazônico.
Evolução arqueana e paleoproterozoica de corpos plutônicos aflorantes no Bloco Itacambira – Monte Azul e em suas imediações : geocronologia U-pb, isótopos de Hf e geoquímica.
(2019) Bersan, Samuel Moreira; Danderfer Filho, André; Danderfer Filho, André; Medeiros Júnior, Edgar Batista de; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Soares, Antônio Carlos Pedrosa; Silva, Luiz Carlos da
O paleocontinente São Francisco, localizado na porção centro-oriental do Brasil, é formado por núcleos arqueanos e terrenos relacionados com arcos magmáticos paleoproterozoicos, amalgamados no decorrer de processos orogênicos globais entre o Sideriano e o Orosiriano (~2.36-2.0 Ga). Embora bem investigado na porção setentrional e meridional, o domínio central e elo entre essas duas regiões do paleocontinente São Francisco carece de investigações para embasar melhor a sua evolução crustal. Na presente tese foram conduzidos estudos no embasamento leste da faixa Araçuaí, no bloco Itacambira-Monte Azul (BIMA) e no segmento meridional do bloco Gavião, região norte de Minas Gerais, a partir de estudos petrográficos, litogeoquímicos, geocronológicos (U-Pb em zircão e titanita) e isotópicos (Lu-Hf em zircão) em plutonitos arqueanos (Pedra do Urubú, Rio Gorutuba e Barrocão) e paleoproterozoicos (Barrinha-Mamonas, Estreito, Paciência, Morro do Quilombo, Serra Branca, Mulungú, Confisco e Montezuma/Complexo Córrego Tinguí). Os granitoides que integram os plutons arqueanos apresentam assinaturas geoquímicas e petrográficas semelhantes à biotita-granitos arqueanos gerados pelo retrabalhamento de crosta continental mais antiga. Resultados geocronológicos obtidos neste trabalho, aliados a dados compilados da literatura, indicam que esses granitos foram gerados em dois eventos distintos de retrabalhamento crustal, um de idade Mesoarqueana, e outro no Neoarqueano. Além disso, zircões herdados com idades entre o Paleo e o Neoarqueano (entre 3.36 Ga e 2.51 Ga) são abundantes nos granitoides paleoproterozoicos tardi- a pós-colisionais que ocorrem no BIMA. Esses zircões apresentam assinaturas de Hf negativas e sugerem uma evolução arqueana duradoura para esse segmento do paleocontinente São Francisco. Processos de retrabalhamento crustal são predominantes, enquanto eventos de crescimento crustal seriam esporádicos em torno de 3.05 Ga. Os diversos plutons paleoproterozoicos afloram segundo uma orientação preferencial N-S ao longo da região centrosetentrional do BIMA e na região do Complexo Córrego Tinguí, no setor meridional do bloco Gavião. As assinaturas químicas dessas rochas, que variam de appinitos, sienitos, quartzomonzonitos a granitos, mostram que esses diversos corpos plutônicos são dominantemente potássicos a ultrapotassicos, com afinidade alcalina a alcalina-cálcica, com forte enriquecimento em LILEs e elementos terras raras leves, empobrecimento em Nb, Ta e Ti, além de moderados a altos Mg#. Esse magmatismo potássico/ultrapotássico é compatível com um ambiente tectônico tardi- a pós-colisional, no qual o processo de slab-break off foi seguido pelo colapso orogenético e ascensão de uma pluma mantélica, associadas à um magma gerado pela fusão parcial de uma fonte mantélica previamente metassomatizada por subducção, com posterior hibridização de magmas gerados pela fusão parcial de crosta continental (protolitos ígneos e/ou sedimentares). As datações U-Pb em zircão e titanita para esses granitoides indicam um evento duradouro, com idades de cristalização entre 2.06 Ga e 1.98 Ga, compatíveis com o estágio tardi- a pós-colisional registrado para o paleocontinente São Francisco ao longo da transição entre o Riaciano e o Orosiriano. Apesar das semelhanças geoquímicas e geocronológicas, uma assinatura isotópica contrastante registrada em zircões cristalizados e herdados presentes nessas rochas, se mostra compatível com a existência de dois terrenos crustais distintos: um de natureza predominantemente arqueana que possivelmente representa a borda ocidental retrabalhada do paleocontinente São Francisco; e um terreno dominantemente juvenil, exótico em relação à crosta paleo a neoarqueana do núcleo desse paleocontinente, provavelmente relacionado a um ambiente de arco de ilhas, posteriormente acrescionado à sua margem. Dessa forma, os resultados apresentados nesta tese trazem indícios de que a evolução paleoproterozoica do segmento estudado registrada em granitoides tardi- a pós-colisionais é mais complexa do que previamente proposto, mostrando-se em alguns aspectos similar com aquela registrada na região do cinturão Mineiro, na porção meridional do paleocontinente São Francisco.
From the plutonic root to the volcanic roof of a continental magmatic arc : a review of the Neoproterozoic Araçuaí orogen, southeastern Brazil.
(2017) Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Alkmim, Fernando Flecha de; Soares, Antônio Pedrosa; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Vieira, Valter
The Araçuaí-West Congo orogen (AWCO) is one of the various components of the Brasiliano/Pan- African orogenic network generated during the amalgamation of West Gondwana. In the reconstructions of Gondwana, the AWCO, encompassing the Araçuaí orogen of South America and the West Congo belt of Southwestern Africa, appears as a tongue-shaped orogenic zone embraced by the São Francisco-Congo craton. Differing from the vast majority of the known orogens owing to its singular confined setting, the AWCO contains a large amount of orogenic igneous rocks emplaced in all stages of its tectonic evolution. We present new and revised information about the oldest Ediacaran granitic assemblage, the G1 Supersuite, which together with the Rio Doce Group defines the Rio Doce magmatic arc, and then we propose a new tectonic setting for the arc. Field relationships and mineralogical compositions of the G1 Supersuite allow us to characterize three lithofacies associations, Opx-bearing rocks, enclaverich Tonalite–Granodiorite and enclave-poor Granite– Tonalite, suggesting different crustal levels are exposed in the central part of the Araçuaí orogen. The region is interpreted to represent a tilted crustal section, with deep arc roots now exposed along its western border. Chemically, these plutonic associations consist mostly of magnesian, metaluminous to slightly peraluminous, calcalkaline to alkali-calcic and medium- to high-K acidic rocks. The dacitic and rhyolitic rocks of the Rio Doce Group are mainly magnesian, peraluminous, calcic to calc-alkaline, and medium- to high-K acidic rocks. Zircon U–Pb data constrain the crystallization of the granitoids between ca. 625 and 574 Ma, while the age of the metamorphosed volcanic rocks is around ca. 585 Ma. Thus, within errors, these rock associations likely belong to the same magmatic event and might represent the subduction- related, pre-collisional, evolution of the Araçuaí orogen. In addition, whole-rock Sm–Nd isotopic compositions show variable negative εNd(t) values between −6.7 and −13.8, and TDM model ages varying from 1.39 to 2.26 Ga, while εHf(t) vary between −5.2 and −11.7, with TDM ages from 1.5 to 2.0 Ga. Thus, predominantly constructed upon Paleoproterozoic (Rhyacian) basement, the Rio Doce arc shows crustal sources largely prevailing over mantle sources, providing a well-studied example to be compared with similar orogenic settings around the world.
Petrografia e geocronologia de diques intrusivos em granitóides da Suíte Lagoa Dourada – Cinturão Mineiro, MG.
(2020) Lopes, Stephany Rodrigues; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Bitencourt, Maria de Fátima Aparecida Saraiva; Danderfer Filho, André
A Suíte Lagoa Dourada (SLD), localizada no Cinturão Mineiro (CM), borda sul do Cráton São Francisco, é composta por biotita-hornblenda tonalitos e biotita trondhjemitos, datados em ca. 2,35 Ga. Estas rochas são intrudidas por uma rede de diques cujas relações petrográficas, controle estrutural e (escala 1:25) em 4 estações de trabalho, foram identificadas 5 gerações distintas para os diques (Tipo 1 a 5), com base nas relações de corte e orientação espacial observadas em campo, além da composição modal e textura das rochas. Tais tipos foram identificados como biotita plagioclásio hornblendito (Tipo 1), biotita granitoide rico em quartzo (Tipo 2), biotita granodiorito (Tipo 3), diques leucograníticos (Tipo 4) e hornblenda biotita tonalito (Tipo 5). Estes diques subverticais encontram-se subparalelos ou discordantes da foliação dos granitoides hospedeiros, possuindo direção preferencial entre N25W e N80W (Tipo 1, Tipo 3 e Tipo 5) e N75E (Tipo 2 e Tipo 4). As idades U-Pb em zircão, obtidas através do ICP-MS sector field (LA-SF-ICP-MS), certificam as relações de corte observadas em campo, em que o Tipo 1, composto por diques máficos, é o mais antigo, com idade de cristalização de ca. 2347 Ma, que superpõe, dentro do erro analítico, a idade da rocha hospedeira. Já os diques mais jovens (Tipo 5) possuem idade de cristalização de ca. 2332 Ma e seccionam todos os demais tipos observados. Com características microestruturais majoritariamente ígneas, estas intrusões não registram a superposição de evento metamórfico e/ou deformacional regional, sendo a foliação interna observada nestes diques gerada durante a sua colocação, associadas ao próprio fluxo magmático. Os diques Tipo 1 foram alojados por meio de um sistema de fraturas sin-intrusivas provenientes da contração volumétrica do plúton durante a sua cristalização. Já os demais tipos sugerem colocação por meio de fraturamento hidráulico, sendo ainda o Tipo 5 provavelmente vinculado também ao sistema de "stoping". Portanto, o processo de cristalização da SLD, seguido da intrusão dessa rede de diques, ocorreu de forma rápida no Sideriano, dentro de um período de ca. 20 Ma.
SEM observation of grain boundary structures in quartz-iron oxide rocks deformed at intermediate metamorphic conditions.
(2011) Lagoeiro, Leonardo Evangelista; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro
Muitos estudos têm demonstrado o efeito de uma segunda fase sobre a distribuição de fase fluida e dissolução de grãos de quartzo. Entretanto, como a maioria das observações vêm de agregados deformados sob condições de tensão hidrostática e em rochas quartzosas ricas em mica, a distribuição 3D de poros em bordas quartzo-quartzo (BQQ) e quartzo-hematita (BQH) tem sido estudada. Várias superfícies de fraturas orientadas segundo o elipsóide de deformação finita foram analisadas. A distribuição dos poros caracteriza a porosidade e a forma dos grãos como altamente anisotrópicas, o que resulta da natureza e orientação das bordas. BQH têm propriedades físico/químicas muito diferentes de BQQ, uma vez que as plaquetas de hematita têm forte efeito no comportamento do fluido, de maneira similar às micas em quartzitos. Elas são superfícies planas, livres de poros, normais à direção de máximo encurtamento, sugerindo que estiveram, em um momento, cobertas por um filme contínuo de fluido agindo como um caminho mais rápido de difusão. Nas BQQ, os poros são facetados, isolados, concentrados nos limites das mesmas refletindo o controle cristalográfico e uma rede interconectada de fluido ao longo das junções dos grãos. As BQQ normais à direção de máxima extensão são sítios de concentração de flui crescimento de grãos foram responsáveis pela formação de plaquetas de hematita e grãos de quartzo tabulares contribuindo significativamente para a geração da foliação observada nas rochas estudadas.
The development of grain boundary orientation distribution in quartz.
(2013) Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Lagoeiro, Leonardo Evangelista
The fabric of high-angle boundaries in recrystallized quartz aggregates deformed under distinct strain and metamorphic conditions has been investigated in samples from iron formations recrystallized under lower greenschist to lower amphibolite facies conditions. Orientation of grain boundaries was measured using U-stage, while crystallographic fabric and misorientation between grains were measured using EBSD. In domains where grains were recrystallized under lower greenschist facies conditions, grain boundaries are sutured, composed of several small straight segments, whose traces can be parallel to traces of any crystallographic plane. In contrast, in domains of upper-greenschist–lower-amphibolite facies, grain boundaries are predominantly composed of long straight segments and belong to girdle of rhombohedral planes, while segments within girdle of basal or prism planes are rare. The longest segments (larger than 270 mm) are commonly within girdle of rhombohedral planes for the two grains that share a boundary surface, possibly representing Dauphine´ twin boundaries. Under higher temperature condition of the lower amphibolite facies (500–550 C), boundary segments are longer and tend to represent coincident crystallographic orientations for the two grains that share a boundary.
The effects of quartz recrystallization and reaction on weak phase interconnection, strain localization and evolution of microstructure.
(2015) Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Hirth, Greg
We conducted axial compression and general shear experiments, at T ¼ 900 _C and P ¼ 1.5 GPa, on samples of banded iron formation (BIF) and synthetic aggregates of quartz, hematite and magnetite to investigate how dynamic recrystallization of quartz promotes strain localization, and the role of weak second phases (oxides) on the rheology and microstructural evolution of the aggregates. Experiments showed strain localization into oxide rich layers, and that the oxide content and oxide distribution are key factors for the strength of the aggregate. Only 2e10 wt.% hematite leads to pronounced weakening and increasing hematite content above ~10% has only a minor additional effect. Where oxide grains are dispersed, the initial strength contrast with quartz induces stress concentrations at their tips, promoting high stress recrystallization-accommodated dislocation creep of quartz. Fine recrystallized quartz reacts with oxide, forming trails of fine reaction product (ferrosilite/fayalite) leading to the interconnection/percolation of a weaker matrix. The strength contrast between the quartz framework and these finegrained trails promotes strain localization into micro-shear zones, inducing drastic strain weakening. Thus dynamic recrystallization of quartz promotes syn-deformational reactions leading to a microstructurally-controlled evolution of phase strength contrast. It results in a rheologic transition from load-bearing framework to a matrix-controlled rheology, with transition from SeC0 to SeC fabric with increasing strain.
The rheology of banded iron formation : constraints from axial compression experiments.
(2012) Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Hirth, Greg; Lagoeiro, Leonardo Evangelista
Amostras de formações ferríferas bandadas (BIF), compostas por diferentes proporções de quartzo e hematita foram deformadas, em experimentos de compressão axial, usando-se a prensa triaxial de Griggs, sob T = 900ºC, P =1.5 GPa e taxas de deformação de 10-5 e 10-6 s-1. O principal objetivo é investigar qual fase mineral controla a reologia de rochas poliminerálicas e determinar os processos que controlam a resistência observada para tais rochas. Amostras de BIF, da região do Quadrilátero Ferrífero, foram cortadas perpendicularmente à foliação, que é definida por bandas paralelas de quartzo e óxidos de ferro. A resistência das amostras diminui com o aumento da porcentagem de hematita e com a diminuição da taxa de deformação. Sob taxa de deformação de 10-5 s-1, amostras com bandamento composicional bem desenvolvido mostraram a mais alta resistência. Sob taxa de deformação mais lenta, 10-6 s-1, significativa diferença entre amostras com ou sem bandamento composicional não é observada. Como comparação, a 10-6 s-1, a amostra com a mais alta porcentagem de quartzo é tão fraca quanto a amostra com a mais alta porcentagem de hematita a 10-5 s-1. A deformação é localizada nas bandas ricas em hematita e uma observação intrigante é que os grãos de quartzo, nessas bandas, mostram maior evidência de deformação cristal-plástica que os grãos presentes em bandas quartzosas.
U-stage and EBSD technique as complementary methods.
(2009) Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Lagoeiro, Leonardo Evangelista
Nos últimos anos, o uso de microscopia eletrônica para análise textural de agregados minerais, por difração de elétrons retroespalhados (EBSD), tem se tornado importante meio para se determinar padrões de orientações preferenciais de maneira rápida e estatisticamente representativa. Entretanto, ao se considerar a geometria de borda dos grãos, não há como determinar a orientação das superfícies de borda, individualmente, por EBSD, o que se pode fazer através de platina universal acoplada a um microscópio ótico. A geometria e padrão de orientação das bordas dos grãos constituem importantes parâmetros microestrutural e textural que estão diretamente relacionados aos processos deformacionais ocorridos durante evolução e estabilização de determinado agregado, bem como às suas propriedades físicas. Portanto, ao se caracterizar a microtrama de um agregado é necessário que além de uma completa determinação das orientações cristalográficas preferenciais, se tenha controle da geometria e orientação dos segmentos de borda que limitam os grãos. Para tal, o uso da platina universal, apesar das restrições, é fundamental, já que permite a determinação das orientações das superfícies de borda individualmente, enquanto por EBSD tem-se uma análise global da relação de desorientação entre os grãos que compartilham uma borda. Nesse contexto, apresenta-se a metodologia para caracterização de padrões de orientação de bordas, aplicando os referidos métodos como técnicas complementares, o que permite a caracterização dos 5 graus de liberdade necessários: orientação do plano de borda, distribuição e orientação do par eixo-ângulo de desorientação. Para tal foram utilizados agregados de quartzo provenientes e formações ferríferas bandadas do Quadrilátero Ferrífero (MG).