Navegando por Autor "Schannor, Mathias"
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Item Archean magmatic-hydrothermal fluid evolution in the Quadrilátero Ferrífero (SE Brazil) documented by B isotopes (LA MC-ICPMS) in tourmaline.(2018) Albert, Capucine; Lana, Cristiano de Carvalho; Gerdes, Axel; Schannor, Mathias; Narduzzi, Francesco; Queiroga, Gláucia NascimentoIn the Archean Quadrilátero Ferrífero district (SE Brazil), tourmaline occurs as a major constituent in a leucogranitic intrusion and numerous pegmatitic/aplitic veins within magmatic basement complexes, as well as in quartzo-feldspathic veins, in quartz-tourmaline rocks (tourmalinites) and as disseminated grains in the surrounding greenstone belt metasediments. The chemical and boron isotope composition of these tourmalines was analysed by electron microprobe and LA MC-ICP-MS to determine the origin of the fluids involved and to shed light on the hydrothermal evolution of the region. The tourmalines exhibit an overall decrease in Fe/(Fe + Mg) ratio and a net increase in Cr (up to 0.75 wt%) from tourmaline hosted in the leucogranite, the quartzo-feldspathic veins, the tourmalinites to the disseminated grains in the schists. These variations mirror the bulk composition of the host schists, and illustrate a strong protolith control on tourmaline major element composition. The full range of tourmaline δ11B is from −27.1 to −9.2‰, with a major cluster between −12 and −19‰, which includes the magmatic tourmaline in the leucogranite (−15.2 to −12.5‰). Most of these isotope compositions can be reconciled with a model involving tourmaline growth from late-stage exsolved magmatic fluids percolating through the magmatic basement and into the nearby metasediments. This model agrees well with the trends of major element compositions, as well as with the critical observation that tourmaline occurrence is restricted to the vicinity of the basement complexes. δ11B values lower than ~−19‰ in our dataset are beyond the reach of isotope fractionation during magmatic fluid exsolution and temperature decrease, and suggest the presence of a distinct fluid component. We propose that an isotopically light fluid was released from mica breakdown in the country rocks during local upper amphibolite facies metamorphism in the dome border shear zone.Item Geodynamic and metamorphic evolution of the Araçuaí orogen (SE Brazil).(2018) Schannor, Mathias; Lana, Cristiano de Carvalho; Lana, Cristiano de Carvalho; Storey, Craig Darryl; Cipriano, Ricardo Augusto Scholz; Zincone, Stéfano Albino; Buick, Ian S.Ciclos repetidos de amalgamação e quebra de supercontinentes influenciaram profundamente a evolução da crosta, atmosfera, hidrosfera e biosfera da Terra a partir do final do Arqueano. A formação de supercontinentes é caracterizada pela formação de margens convergentes, que por fim resultam em colisão continental. Espessamento crustal e produção de calor devido a acumulação de elementos produtores de calor e/ou aumento da contribuição de calor mantélico em margens convergentes resultam em fusão parcial de litologias pré-existentes e produção de grandes volumes de magma granítico, contribuindo para a diferenciação da crosta terrestre. Este trabalho tem como foco o orógeno Araçuaí no sudeste brasileiro, o qual é um dos diversos cinturões colisionais do ciclo Brasiliano/Pan-Africano, edificados durante a convergência dos proto-continentes Sul-Americano e Africano ao final do Neoproterozóico, resultando na formação do supercontinente Gondwana Ocidental. A colisão entre os crátons São Francisco e Congo resultou em um prolongado magmatismo granítico, agora exposto na porção interna do orógeno Araçuaí. Enquanto este magmatismo é bem caracterizado, a evolução metamórfica do orógeno e a evolução geodinâmica relacionada aos blocos continentais que antecederam a amalgamação do Gondwana Ocidental são menos estudados, apesar da grande exposição de rochas metassedimentares. Um estudo combinado de trabalhos de campo, petrografia, geoquímica de rocha total e análises isotópicas de U–Pb–Hf em zircões detríticos foi realizado em rochas metassedimentares de forma a melhor entender a evolução geodinâmica dos blocos continentais pré-Gondwana Ocidental. Processos de retrabalhamento crustal durante a formação de supercontinentes foram estudados utilizando análises isotópicas U–Pb–Hf em zircões de intrusões graníticas e rochas do embasamento. Além disso, geocronologia U–Pb in situ em granadas e modelamento metamórfico foram aplicados na reconstrução da evolução metamórfica do orógeno Araçuaí de forma a compreender os processos orogenéticos e fontes de calor que produziram fusões parciais durante a colisão continental. Análises isotópicas U–Pb–Hf e dados de elementos traço em zircões detríticos de rochas metassedimentares do orógeno Araçuaí forneceram evidências da quebra do cráton Congo-São Francisco. O espectro de idades U–Pb dos zircões detríticos variou de 900–650 Ma e definiram uma idade máxima de deposição de ca. 650 Ma. Elementos traço dos zircões e química de rocha total indicaram um arco de ilhas como fonte dos protólitos dos metassedimentos. Valores positivos de εHf(t) dos zircões indicam uma fase extensional Neoproterozóica e formação de crosta oceânica em uma bacia precursora ao orógeno Araçuaí. A natureza juvenil, espectro de idades e composição de elementos traço dos zircões detríticos correspondem com zircões de rochas metassedimentares e restos crosta oceânica dos cinturões orogênicos Brasilianos adjacentes. Isto sugere o rifteamento e geração de crosta oceânica em um grande sistema orogênico conectado e de forma contemporânea, provavelmente relacionado à abertura de um grande oceano. Isto também implica que os blocos cratônicos envolvidos nesta evolução orogenética estavam conectados há 900 Ma. Gnaisses migmatíticos Paleoproterozóicos do embasamento do orógeno Araçuaí representam adição de crosta juvenil em um cenário de acreção orogenética entre 2.2–2.0 Ga, evidenciado pelos valores positivos de εHf de seus zircões. A composição isotópica de Hf dos zircões dos granitóides pré-colisionais definem um grande intervalo de valores negativos de εHf, consistente com a mistura ineficiente de fusões derivadas de fontes máficas e félsicas Paleoproterozóicas. Grãos de zircão de intrusões máficas contemporâneas exibem composição isotópica de Hf enriquecida, indicando fusão de anfibolitos Paleoproterozóicos ao invés de adições mantélicas. O magmatismo do orógeno Araçuaí relacionado à amalgamação do Gondwana Ocidental é, desta forma, dominantemente um evento de retrabalhamento crustal. Observações petrográficas, química mineral e modelamento metamórfico restringe o pico metamórfico das rochas metassedimentares não-anatéticas do domínio central do orógeno em 640 ± 20 °C e 8.75 ± 0.75 kbar. Sem precedentes, geocronologia U-Pb in-situ em granadas de baixo-U (<1 μg/g) produziram idades consitentes para o pico metamórfico entre 585–570 Ma. Zircões metamórficos com idades de ca. 630 Ma. são relacionados à um evento de acreção de um terreno não exposto atualmente antes da orogênese, enquanto as idades U–Pb em granada registram o pico metamórfico devido à orogênese, revelado pelo desequilíbrio entre o particionamento de elementos terras raras (ETR) entre os dois minerais. A combinação das condições metamórficas define uma evolução P–T em sentido horário para o orógeno Araçuaí, caracterizado pelo lento soterramento a profundidades de 26–30 km, seguido por descompressão praticamente isotérmica de ~10 a 6 kbar. Diferenças substanciais entre as temperaturas de pico metamórfico nos diversos domínios do orógeno Araçuaí são consistentes com diferentes litologias em diferentes seções crustais, causando uma maior concentração de elementos produtores de calor no domínio anatético, causando fusão parcial das rochas metassedimentares. Isto sugere que os elementos produtores de calor foram uma fonte significativa de calor para o retrabalhamento crustal durante a tectônica convergente do Gondwana Ocidental.Item Paleoproterozoic sources for Cordilleran-type Neoproterozoic granitoids from the Araçuaí orogen (SE Brazil) : constraints from Hf isotope zircon composition.(2020) Schannor, Mathias; Lana, Cristiano de Carvalho; Mazoz, Ariela Oliveira; Narduzzi, Francesco; Cutts, Kathryn Ann; Fonseca, Marco AntônioThe Araçuaí orogen of SE Brazil exposes numerous amounts of magnesian, metaluminous, calc-alkaline, and medium- to high-K granitoid batholiths that were emplaced during early convergence between the São Francisco and Congo cratons during West Gondwana assembly in the late Neoproterozoic. Previously proposed sources for these pre-collisional granitoids include the Paleoproterozoic basement and mantle-derived magma based on isotopic signatures, abundant microgranular enclaves and contemporaneous mafic intrusions. Zircons from migmatitic basement gneiss, a noritic intrusion and five granitoid intrusions were analysed for U–Pb–Hf isotopes to evaluate their magma source. Paleoproterozoic migmatites represent addition of juvenile crust in an accretionary orogenic setting at ca. 2.2–2.0 Ga evidenced by their positive zircon εHf values. The Hf isotopic composition of zircon from pre-collisional granitoids has a large range of negative εHf values between −28.8 and −1.7 indicating crustal protoliths. This range of unradiogenic Hf isotopic compositions is explained by inefficient mixing of magmas derived from felsic and mafic Paleoproterozoic sources that hybridised during incremental growth of the plutons. Zircon grains of contemporaneous mafic intrusions display slightly higher, yet enriched, Hf isotopic compositions consistent with crustal contamination of mantle magmas. The new Hf isotope data, integrated with other chemical and isotopic evidence, suggest derivation of the pre-collisional granitoids from lower crustal sources of the Paleoproterozoic basement, with only minor contributions from mantle-derived magmas. Thus, magmatism of the Araçuaí orogen related to the assembly of West Gondwana was dominantly a crustalreworking event.Item São Francisco–Congo Craton break-up delimited by U–Pb–Hf isotopes and trace-elements of zircon from metasediments of the Araçuaí Belt.(2018) Schannor, Mathias; Lana, Cristiano de Carvalho; Fonseca, Marco AntônioDetrital zircon U–Pb geochronology combined with Hf isotopic and trace element data from metasedimentary rocks of the Araçuaí Belt in southeastern Brazil provide evidence for break-up of the Congo–São Francisco Craton. The U–Pb age spectra of detrital zircons from metasediments of the Rio Doce Group (RDG) range from 900–650 Ma and define a maximum depositional age of ca. 650 Ma. Zircon trace element and whole rock data constrain an oceanic island arc as source for the deposition setting of the protoliths to the metasediments. Zircon εHf(t) values from these rocks are positive between +1 and +15, supporting previous evidence of a Neoproterozoic extensional phase and oceanic crust formation in a precursor basin to the Araçuaí Belt. Recrystallization of detrital zircon at ca. 630 Ma is compatible with a regional metamorphic event associated with terrane accretion to the Paleoproterozoic basement after transition from an extensional to a convergent regime. The juvenile nature, age spectra and trace element composition recorded in detrital zircons of metasediments from the Araçuaí Belt correspond with zircons from metasedimentary rocks and oceanic crust remnants of other orogenic belts to its south. This suggests that rifting and oceanic crust formation of the entire orogenic system, the so-called Mantiqueira Province, was contemporaneous, most likely related to the opening of a large ocean. It further indicates that the cratonic blocks involved in the orogenic evolution of the Mantiqueira Province were spatially connected as early as 900 Ma.