DEGEO - Departamento de Geologia
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Item Geochemistry and U–Pb zircon ages of the metamafic-ultramafic rocks of the Riacho dos Machados metavolcanosedimentary sequence : evidence of a late rhyacian back-arc basin during the assembly of São Francisco-Congo paleocontinent.(2021) Leal, Victor Luiz Silva; Amaral, Matheus Henrique Kuchenbecker do; Barbuena, Danilo; Queiroga, Gláucia Nascimento; Pinheiro, Marco Aurélio Piacentini; Freimann, Marcelo de AlmeidaThe São Francisco paleocontinent comprises Archean nuclei and Paleoproterozoic magmatic arcs which were amalgamated during Siderian to Orosirian thermal-tectonic events (ca. 2.4–2.0 Ga). Located in the Porteirinha domain, one of these Archean segments, the Riacho dos Machados metavolcanosedimentary sequence encompasses metamafites and metaultramafites intercalated with metasedimentary rocks. The metamafites clustered in the Type I category are tholeiitic, present MORB-like affinities and flat REE patterns with enrichment in La, Rb, and Cs. The metamafites from Type II are calc-alkaline, showing arc signatures with enrichment in LILE (Cs, Ba, U, Rb, K) and LREE, and depletion in the HFSE. The associated metaultramafites were classified as high-Mg ultramafic rocks similar to Barberton-Type komatiites, with enrichment in LILE and LREE, Al2O3/TiO2< 16 and Gd/Yb(N) > 1. U–Pb (LA–SF–ICP-MS) zircon analyses were carried out on the Type II hornblendite, unraveling a concordant crystallization age of 2071 ± 9 Ma. Inherited zircons yield a discordant age of 2922 ± 22 Ma and a lower intercept at 473 ± 48 Ma. The hybrid magmatism of the studied metamafites coupled with the inherited zircon grains, indicate that this metavolcanosedimentary sequence was developed in an intracontinental back-arc basin. The rocks from Type I have been originated from MORB-like source with a slightly input of subduction-derived fluids. In its turn, Type II samples represent melts more influenced by the fluids from the dehydrated slab. This assumption implies that the São Francisco paleocontinent, in the region of the Porteirinha block and surroundings, were under an accretionary stage at the late Rhyacian. During this orogenic process the metamorphic PT conditions reached lower-amphibolite facies. Moreover, this thermaltectonic event in likely responsible for the auriferous fluid percolation of the Riacho dos Machados Gold Mine.Item Physical volcanology and petrogenesis of the Archean Quebra Osso komatiite flow field, Rio das Velhas greenstone belt, Quadrilátero Ferrífero (Brazil).(2020) Ferreira, Raianny Carolini Ramos; Pinheiro, Marco Aurélio Piacentini; Magalhães, Joana Reis; Novo, Tiago Amâncio; Schorscher, Johann Hans Daniel; Queiroga, Gláucia NascimentoThe Quebra Osso komatiite flow field is part of the 2.9–2.7 Ga Rio das Velhas greenstone belt, in the Quadrilátero Ferrífero province, located in the Southern São Francisco craton (Brazil). It is mostly composed of metamorphosed komatiites with a minor association of pyroclastic and metasedimentary rocks. Through a detailed and systematic study, the komatiite flows were subdivided into coherent facies (massive, layered, and pillowed facies) and autoclastic facies (autobreccias and hyaloclastites), formed by effusive flows; and minor pyroclastic facies (tuffs and lapilli-tuffs) that are related to explosive flows. The igneous textures are still preserved, although their primary minerals (olivine and pyroxene) were completely pseudomorphosed by serpentine and/or chlorite. The major proportion of the komatiites of Quebra Osso Group is massive and cumulate-textured, which suggests channelized flow systems. The layered flows are subordinate and encompass an upper zone of random spinifex that grades to a lower cumulate zone. They are restricted to the marginal zones and interpreted as breakouts of lava from the main pathway. The occurrence of pillow lavas, hyaloclastites, and chemical sediments suggests that lavas erupted in a submarine environment. The abundance of autobreccias and local hybrid rocks point out to turbulent percolation of komatiites and/or multiple influxes of melts that caused the fragmentation of the solidified lava and magma mixing/mingling. The studied komatiites were variably affected by hydration due to seafloor alteration, regional metamorphism, and hydrothermal alteration. The mineral assemblage is secondary and comprises serpentine (mostly antigorite), chlorite, tremolite, talc, carbonate, and opaque minerals as accessory phases. The chemical composition of chromites suggests metamorphic overprint up to lower amphibolite facies conditions. Some komatiites are enriched in LREE (La, Sm, Nd), Rb, Ba, Th, Zr, Ti, and Y, and exhibit low [Nb/Th]MN, suggesting contamination by continental crustal. The bulk-rock and the mineral chemistry of amphibole, serpentine/chlorite, and chromite show enrichment of Al and decrease in Si contents in the spinifex-textured komatiites, as a result of crustal material assimilation and/or hybridization processes. The partial melting model for the HREE composition refers to a 50% batch melting of a garnet-free source with a composition similar to the pyrolytic mantle. The formation of Quebra Osso komatiite lavas is associated with the ascension of a mantle plume that was subsequently erupted onto the Archean sialic crust of the Santa Bárbara Complex and was later reworked by subsequent metamorphic and deformational events.Item Protracted zircon geochronological record of UHT garnet-free granulites inthe Southern Brasília orogen (SE Brazil) : petrochronological constraints onmagmatism and metamorphism.(2018) Tedeschi, Mahyra; Soares, Antônio Carlos Pedrosa; Dussin, Ivo Antonio; Lanari, Pierre; Novo, Tiago Amâncio; Pinheiro, Marco Aurélio Piacentini; Lana, Cristiano de Carvalho; Peters, DanielThe investigation of ultrahigh temperature (UHT) metamorphic rocks, and their corresponding (pressure)-temperature-time (P-T-t) history is critical to distinguish between arc- or collision-related metamorphism. This isa very challenging task if mineral assemblages are highly retrogressed and isotopic systems are disturbed.Garnet-free granulites lacking accessory minerals (chronometers) and metamorphic index minerals (thermo-barometers) located in UHT domains are examples of such complex systems. In such cases, zircon may be themain chronometer, although isotopic U-Pb data outline protracted records, making the interpretation of the datacomplex. This study focuses on the timing of magmatism and metamorphism, as well as on the thermal meta-morphic conditions of garnet-free UHT granulites of the Guaxupé nappe, southernmost Brasília orogen, locatedclose to the Paranapanema cratonic block. It presents U-Pb dating, Lu-Hf isotopes and trace element signatures ofzircon, and thermometry on metamorphic clinopyroxene and orthopyroxene from granulites. Steady176Hf/177Hf(t)in zircon cores exhibiting U-Pb dates spreading in the Concordia suggest post-crystallizationdisturbance. From those disturbed granulitic systems, minimum crystallization ages of ca. 2550 Ma, ca. 790 Ma,ca. 690 Ma and ca. 660 Ma can be retrieved. The juvenile ca. 2.55 Ga granulite is thefirst evidence of an exposedrock of the Paranapanema cratonic block, previously only inferred from geophysical data. The Guaxupé napperecords arc-related magmatic episodes in the range of 790–640 Ma, partially coeval with a long-lasting(∼80 m.y.) metamorphic event (670–590 Ma) and intrusion of basic magma (ca. 660 Ma). Thermometry onzoned clinopyroxene and orthopyroxene yields UHT conditions around 900–1000 °C. Comparing the distributionpatterns of metamorphic zircon rims and newly formed grains, we suggest two distinct metamorphic stages: i) anarc-related metamorphism (670–640 Ma), recorded by domains possibly formed by subsolidus recrystallization;and ii) a continental collision to decompression involving partial melting (630–590 Ma) associated to extensivezircon crystallization. The temporal relationship between magmatic and metamorphic ages suggests an ultra-high-temperature metamorphic event related to a magmatic arc. This arc was afterwards involved by theGuaxupé nappe stacking during the collisional stage of the southernmost Brasília orogen.Item Aspectos petrográficos e petrológicos de um gnaisse calciossilicático (meta-rodingito) em alto grau na base da Klippe Carvalhos, Faixa Brasília, borda Sul do Cráton São Francisco, em Minas Gerais.(2012) Pinheiro, Marco Aurélio Piacentini; Suita, Marcos Tadeu de FreitasNa região Sul do Estado de Minas Gerais, na borda meridional do Orógeno neoproterozóico Tocantins, sul do Cráton São Francisco, ocorrem diversos corpos ultramáficos em meio a metassedimentos oceânicos, turbíditicos e pelágicos a hemipelágicos, metamorfisados em médio a alto grau e posicionados ao longo de falhas de empurrão profundas, associadas a granulitos, retroeclogitos e lentes do embasamento. Dentre estes ultramafitos, de origem controversa e possível natureza ofiolítica, destacam-se os ultramafitos do Morro do Corisco e da Fazenda da Roseta, na região da Liberdade. O ultramafito Fazenda da Roseta é constituído por uma associação de metaespinélio harzburgito, metawebsterito, carbonato serpentinito, metabronzitito pegmatoide e litotipos exóticos gnáissicos, de caráter ultramelanocrático e elevada densidade, que foram objeto do estudo. Essas rochas são caracterizadas por uma variedade textural predominantemente representada por três domínios: granoblástico, simplectítico e poiquiloblástico; constituídos pelas mais variadas proporções modais de clinopiroxênio, granada, hornblenda, plagioclásio, magnetita, ilmenita, espinélio, epídoto, com carbonato e mica branca subordinados, e apatita, como fase acessória. Essas rochas exibem forte enriquecimento em CaO e empobrecimento em Na2O e SiO2, incomuns, quando comparadas com rochas metamáficas e metaultramáficas da região. Em diagramas discriminantes, posicionam-se, nos campos de basaltos toleíticos oceânicos, N-MORB, aos de basaltos de arcos de ilhas (IAT). Os padrões geoquímicos são côncavos para os large-ion lithophile elements (LILE) e sub-horizontalizados para os high-field strength elements (HFES) e ETR pesados (ETRP), em relação à abundância desses elementos em composições de basaltos N-MORB. Quando analisadas em conjunto com as rochas metaultramáficas da região, observam-se possíveis relações parentais com os metawebsterito, meta-harzburgito e metabronzitito, que exibem padrões similares de LILE, com anomalia negativa de Rb, e padrões semelhantes de ETR, com padrões enriquecidos em relação ao condrito e uma forte anomalia negativa de Ce. A partir das considerações litotexturais e geoquímicas, o caráter alóctone dos ultramafitos, retroeclogitos, falhas de empurrão profundas associados e proximidade com serpentinitos, sugere-se que essas rochas foram submetidas a um metassomatismo cálcico primário (rodingitização) e são atribuídas a possíveis membros metarodingíticos, em provável ambiente oceânico, em episódio anterior aos processos de subducção e colisão no cenário de fechamento do Oceano Brasilíades, no panorama de estruturação da Orogênese Brasiliana.Item Metamorfismo de fundo oceânico e alto grau em meta-peridotitos ofiolíticos neoproterozóicos, Faixa Brasília Sul, Minas Gerais.(2008) Pinheiro, Marco Aurélio Piacentini; Suita, Marcos Tadeu de FreitasNa região Sul do Estado de Minas Gerais, entre as cidades de São Vicente de Minas, Andrelândia e Liberdade, na borda meridional do Cráton São Francisco, porção sul da Faixa Brasília, de idade neoproterozóica, são identificados vários corpos ultramáficos em meio a metassedimentos oceânicos, turbíditicos e pelágicos a hemipelágicos, metamorfisados em médio a alto grau e posicionados ao longo de falhas de empurrão profundas associadas a granulitos, retroeclogitos e lentes do embasamento. Dentre destes ultramafitos, de origem controversa e possível natureza ofiolítica, destacam-se os ultramafitos do Morro do Corisco e da Fazenda da Roseta, na região de Liberdade. Estes corpos correspondem a meta-harzburgito cumulático serpentinizado, que apresenta texturas de serpentinização primária (fundo oceânico?) Diagramas litogeoquímicos, discriminantes de ambientes tectônicos, posicionam estes meta-peridotitos em campos específicos de peridotitos ofiolíticos, orogênicos ou abissais. Os dados das análises de elementos menores e traços, quando comparados a valores do manto primitivo, apresentam um enriquecimento em elementos litófilos, e valores próximos aos do manto para os elementos siderófilos, similar a rochas ultramáficas de origem oceânica, submetidas a processos de serpentinização e/ou metamorfismo regional.. Os registros petrológico-estruturais evidenciaram uma evolução em, essencialmente, 4 episódios metamórfico-deformacionais que são: 1) um episódio inicial relacionado às condições de formação das rochas primárias ultramáficas cumuláticas, em provável ambiente crustal-subcrustal oceânico; 2) processos primários de metamorfismo e/ou hidrotermalismo (fundo oceânico?), atingindo a fácies anfibolito; 3) um metamorfismo progressivo relacionado, possivelmente, a exumação destes corpos, atingindo condições de fácies granulito de alta pressão, provavelmente relacionada aos processos de subducção e obducção, , 4) um retrometamorfismo final que atingiu fácies xisto verde.Item Geologia e petrogênese de corpos máficos-ultramáficos da faixa Brasília Sul, borda sul do Cráton São Francisco - MG.(2013) Pinheiro, Marco Aurélio Piacentini; Suita, Marcos Tadeu de FreitasNo sul de Minas Gerais, porção meridional do orógeno Tocantins, ocorrem variedades de (meta)mafitos-ultramafitos em meio a metassedimentos neoproterozóicos, plataformais a oceânicos. Este trabalho aborda as associações do Complexo Petúnia, sul do Complexo Campos Gerais, e da região de Andrelândia. As do Complexo Petúnia são variedades metamórficas de dunito, olivina (ol) ortopiroxenito pegmatóide, cromitito, hornblendito, gabros, e basaltos (granada anfibolitos). Os ol ortopiroxenitos constituem-se de ortopiroxênio (En87-93) pegmatóide que envolve cúmulus de Crespinélio e ol (Fo84-91), bandados cripticamente, e compõem variedades de xistos e felses de antofilita, clorita (cht), carbonato (car), talco e magnetita (mag). O cromitito é laminado, com cromita fina, ortocumulática (assinatura estratiforme) e cht pseudomórfica intercúmulus. Os metagabros formam tipos coronítico e cataclasado. O primeiro exibe trama sub-ofítica com augita, labradoritabytownita(by) e ilmenita (il), com ol reliquiar compondo reações incompletas com plagioclásio (pl) e il, com coronas múltiplas de serpentina (opx) e anfibólio monoclínico (cam), Fe-tschermakita (tsch) e gedrita. O metagabro cataclasado (diopsídio, albita-oligoclásio e Mg-hornblenda-actinolita) apresenta textura de substituição, granonematoblástica e pseudotaquilito. Os granada anfibolitos (pargasitahornblenda, oligoclásio-andesina, titanita e granada almandínica), nematoblásticos a miloníticos, tem assinaturas variando de basaltos MORB´s aos de arco vulcânico, sugestivos de magmas transicionais, manto fértil e zonas de supra-subducção. Análises termobarométricas (calibrações de Al em anfibólio) forneceram valores de 7,5-9,0 Kbares, e pares de hornblenda (hbl)-pl forneceram valores entre 635- 675°C e 7,5-8,9 Kbares. Dados de concórdia U-Pb (zircão, SHRIMP) do metagabro forneceram idade de cristalização em 2.963±6 Ma. Os baixos valores de EGP nos (meta)ultramafitos e altos no metagabro coronítico (~15ppb de Pt+Pd), e cromititos (ca. 1ppm) aventam a possibilidade de um magma rico em EGP, provavelmente concentrados em horizontes específicos (reefs) com a possivel influência de processos concentradores/dispersores metamórfico/hidrotermais. Na região de Andrelândia, corpos anfibolíticos, em meio às unidades metassedimentares das nappes Andrelândia, Liberdade, Pouso Alto e Lima Duarte, compõe-se de basaltos MORB´s aos de arcos de ilhas. Isto sugere ambientes oceânicos cronocorrelatos associados a zonas de supra-subducção. Idades concórdia U-Pb (zircão, SHRIMP) forneceram valores de cristalização riacianas, ca. 2,15 Ga, com intercepto inferior em torno de 600 Ma. Foram determinadas condições termobarométricas desarmônicas entre as variedades, com valores entre 5,5-8,3Kbares e 550-930°C para anfibolitos em meio a metassedimentos da Nappe Liberdade, 7,5-8,1 Kbares e 700°C, da Andrelândia e, 8,3-8,9 Kbares e 780-810°C, e da Lima Duarte. Um litotipo ultramelanocrático, cálcico, de composição ultrabásica, ocorre associado a metaultramafitos na base da klippe Carvalhos. Apresenta textura granoblástica (gnáissica) com granada (grd), clinopiroxênio (cpx), hbl e epidoto (ep), com simplectitas retrógradas de cpx (dipsídio)/hbl e pl ao redor de grd, com espinélio (spl), il, magnetita e car, e, provavelmente constitua uma variedade metarrodingítica. O cpx granoblástico apresenta composição acima do campo do dipsídio e alto conteúdo de Alvi, e diopsídica em grãos simplectíticos ao redor de grd (Alm28- 33Gro35-42Py24-31). O cam é tsch em grano/poiquiloblastos e hbl-tsch em grãos lamelares (simplectíticos). O ep apresenta conteúdo de Al2O3 expressivo (~28,00%), com o pl em campo de anortita pura e caráter secundário (retrógrado). O spl, essencialmente secundário, tem composição sensu stricto e Mg/Fe+2= 1. A paragênese grd+ cpx± hbl± ep, com pl secundário, simplectítico com Ca-cpx, é sugestiva de rochas submetidas a fácies eclogito. Foram estimadas condições acima de 20Kbares a partir da formação de grd em rochas metaultramáficas, com condições entre 1.350- 1.500°C, determinadas experimentalmente para a transição spl-grd, em estado subsolidus, em sistema CMAS. Pares de grd-cpx, grd-hbl fornecem valores entre 970-1.000°C e 560-760°C, respectivamente. Calibrações clássicas de Al em anfibólio forneceram condições entre 10,5-11,5 Kbares para variedades granoblásticas, e de 8,1-8,4 Kbares para lamelares. Diferenças químicas entre as metaultramáficas (e o metarrodingito) da base da klippe Carvalhos, e os anfibolitos associados, indicam que essas associações não são derivadas de uma fonte magmática comum, com os metaultramafitos e o metarrodingito, possivelmente correlacionados aos metabasaltos retroeclogíticos de idades criogenianas ou ectasianas/calimianas da região, e relacionados a peridotitos orogênicos de alta a ultraalta pressão (HP/UHP), e a seções crustais de ofiolitos meso- a neoproterozóicos desmembrados e extirpados durante a exumação do prisma acrescionário da Nappe Pouso Alto. Os anfibolitos, por sua vez, são relacionados à infraestrutura riaciana (Complexo Mantiqueira), da orogenia neoproterozóica.Item Síntese sobre ofiolitos : evolução dos conceitos.(2012) Queiroga, Gláucia Nascimento; Suita, Marcos Tadeu de Freitas; Soares, Antônio Carlos Pedrosa; Martins, Maximiliano de Souza; Pinheiro, Marco Aurélio PiacentiniOfiolitos são fragmentos de antigas litosferas oceânicas formados em margens de placa construtivas ou divergentes transformantes. Por meio de extensos falhamentos de empurrão, esses corpos ou parte deles são colocados na crosta continental, dentro de pacotes de rochas dos cinturões orogênicos, em estado sólido, mas podendo estar, ainda, relativamente quentes. Os possíveis ambientes produtores de litosfera oceânica incluem cadeias meso-oceânicas, bacias relacionadas a arcos-de-ilhas juvenis e bacias de retroarco. Ofiolitos de idade fanerozoica são abundantes em cinturões orogênicos ao re¬dor do mundo, enquanto que os remanescentes oceânicos do Pré-Cambriano são pouco comuns e encontram-se distribuídos, principalmente, na Finlândia, Canadá, Marrocos, Arábia Saudita, Egito, Rússia, Brasil e China. Diversos registros de remanescentes oce¬ânicos pré-cambrianos de diferentes idades foram reconhecidos no Brasil. A maioria desses corpos situa-se nas faixas orogênicas brasilianas e registra o consumo dos oce¬anos neoproterozóicos. A partir do que foi exposto, esse trabalho procura sintetizar as principais informações acerca de sequências ofiolíticas, trazendo uma breve revisão de conceitos e classificações ao longo dos quase 200 anos de utilização desse termo.