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2. Petrografia e química mineral de ocorrências alcalinas da Província Alto Paraguai, Brasil-Paraguai
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João Batista de Matos, Excelso Ruberti, Herbet Conceição, Celso de Barros Gomes, Joel Gomes Valença, and Victor Velazquez Fernandez
- Abstract
O presente trabalho é o resultado de investigação efetuada nas rochas da Província Alcalina Alto Paraguai, situada na região limítrofe entre o Estado de Mato Grosso do Sul e a República do Paraguai, entre as coordenadas 57º10\' e 58º00\'W e 21º10\"e 23º25\'S. Regionalmente, observam-se associações de litotipos variados, ocorrendo desde gnaisses graníticos e TTG (tonalítico-trondhjemítico-granodiorítico) de idade Arqueana e/ou Paleoproterozóica, representada pelo Complexo Rio Apa, rochas máfico-ultramáficas de idade desconhecida e ainda intrusivas granítico-granodioríticas do Mesoproterozóico. Localmente, destacam-se os corpos intrusivos em forma de plugs, stocks, complexos anelares e diques, representativos da Província Alcalina Alto Paraguai, com idade atribuída ao Permo-triássico. Os tipos petrográficos estudados são representados por nefelina sienitos, nefelina-sodalita sienitos, álcali-feldspato sienitos e quartzo sienitos e seus equivalentes vulcânicos, sendo Cerro Boggiani o corpo a apresentar rochas contendo o maior índice de agpaicidade. Contudo, ocorrem rochas insaturadas em sílica também nos demais corpos como os de Cerrito, Pão de Açúcar, Ilha Fecho dos Morros e São Pedro, associados intrinsecamente a litotipos contendo quartzo modal, caracterizando, dessa forma, uma transposição de Barreira Termal do plano Ab-Or do Sistema Petrogenético Residual. Acredita-se que essas rochas sejam derivadas de um mesmo magma parental, produzindo rochas que sofreram diferenciação magmática, com importante participação de processos representativos de contaminação crustal. Os maciços de Pão de Açúcar e Cerro Siete Cabezas evidenciam colocação em forma de complexos anelares, como sugerem as imagens orbitais e de aeronave daquela região. Nas rochas estudadas, os minerais félsicos mais importantes do ponto de vista quantitativo são os feldspatos alcalinos, seguidos por nefelina e sodalita. Plagioclásios ocorrem apenas em Morro Conceição e Morro Distante, enquanto que o quartzo aparece em rochas de Pão de Açúcar, Morro Conceição, Satélite I e Satélite II. São observadas texturas de reequilíbrio sólido-líquido, transformações mineralógicas sugestivas de processos pós-magmáticos tais como: sericitização de feldspatos, saussuritização de plagioclásios, uralitização de piroxênios e substituição de minerais. Os minerais máficos ocorrem na seguinte ordem de importância: piroxênios cálcico-sódicos, piroxênios sódicos, anfibólios cálcico-sódicos, anfibólios sódicos e biotitas. Eles mostram, de uma maneira geral, tendências químicas compatíveis com processos diferenciação magmática, com diminuição de Mg e aumento de Fe e Na. Nos anfibólios, são observados ainda importantes processos de substituição do tipo Ca+ \'Al POT. IV\' por Si+Na. O estudo dos componentes moleculares Ne-Ks-Qz das nefelinas da Província Alcalina Alto Paraguai, não revela tendências de enriquecimento em Qz, como indicam outras ocorrências alcalinas brasileiras descritas na literatura. Esses minerais cristalizaram-se em um intervalo de temperatura que tem como limites inferior e superior, valores de 500ºC e 1068ºC, respectivamente. Os espinélios dos corpos alcalinos da Província Alto Paraguai possuem composição representativa de espinélios de Fe e Ti (Série da magnetita-ulvöespinélio), correspondendo a temperaturas de formação de aproximadamente 600ºC e baixas f\'O IND. 2\',enquanto que as ilmenitas (Série ilmenita-hematita) indicam temperaturas de cristalização de até 800ºC e f\'O IND. 2\' maiores do que as prevalescentes durante a cristalização dos espinélios. The present work is the result of the investigation carried out on rocks of the Alto Paraguay Alkaline Province, located at the border between the State of Mato Grosso do Sul and Paraguay Republic, coordinates 57º10\' and 58º00\' W and 21º10\" and 23º25\' S. Regional associations of varied litotypes are present: Archean and/or Paleoproterozoic granitic and TTG (tonalitic-trondhjemitic-granodioritic) gnaisses of Apa River Complex, mafic-ultramafic rocks of unknown age and Mesoproterozoic granitic-granodioritic intrusive rocks. Likely Permotriassic plugs and stocks, ring complexes and dykes, belonging to the Alto Paraguay Alkaline Province, show up locally. The petrographic types comprised in the study include nepheline syenites, nepheline-sodalite syenites, alkali-feldspar syenites, quartz syenites and their volcanic equivalents. The Cerro Boggiani body presents the highest agpaitic index (nepheline syenites and phonolites), though silic insaturated rocks also occur in other bodies such as Cerrito, Pão de Açúcar, Ilha Fecho dos Morros and São Pedro, and Cerro Siete Cabezas, intrinsically associated to modal-quartz-bearing litotypes, thus characterizing a transposition of the Residual Petrogenetic System\'s Ab-Or plain thermal barrier. These rocks are believed to derive from a single parental magma, with determinant crust contamination along their evolution. Orbital and aerial images show forms that evidence emplacement of Pão de Açúcar and Cerro Siete Cabezas massifs as ring complexes. This feature occurs associated to volcanic rocks such as piroclastites and ignimbrites, mainly found in Pão de Açúcar body. The most important felsic minerals in the rocks, from a quantitative point of view are alkali feldspars, followed by nepheline and sodalite. Plagioclases only occur in Morro Conceição and Morro Distante, while quartz show up in Pão de Açúcar, Morro Conceição, Satélite I and Satélite II rocks. Textures from solid-liquid reequilibrium and mineral transformations suggestive of post-magmatic processes like feldspar sericitization, plagioclase saussuritization, pyroxene uralitization and mineral substitution are observed. Mafic minerals occur in the following order of importance: Quad pyroxenes, while Ca-Na pyroxenes, Na-pyroxenes, Ca-Na amphiboles, Na-amphiboles and biotites. They show a chemical trend compatible with magmatic differentiation processes, with decreasing Mg and increasing Fe and Na. In amphiboles, important Ca+ \'Al POT. IV\' Si+Na substitution processes are seen. Nepheline molecular components Ne-Ks-Qz of Alto Paraguay Alkaline Province do not show any Qz enrichment trend, contrarily to other Brazilian alkaline provinces described in literature. These minerals crystallized in temperatures within 500ºC and 1068ºC. Spinels of Alto Paraguay Alkaline Province show compositions of Fe-Ti spinels (Magnetite-Ulvöspinel Series), corresponding to crystallization temperatures of approximately 600ºC and low f\'O IND. 2\', while ilmenites (Ilmenite-Hematite Series) are indicative of formation at up to 800ºC and f\'O IND. 2\' higher than those of the spinels.
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3. As rochas alcalinas de Cananéia, litoral sul do Estado de São Paulo: características petrográficas, mineralógicas e geoquímicas
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Fernando Pelegrini Spinelli, Celso de Barros Gomes, Valdecir de Assis Janasi, and Luiz Fernando Scheibe
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Geography - Abstract
O presente trabalho se ocupa da investigação petrológica, mineralógica e geoquímica das rochas alcalinas de Cananéia, no litoral sul do Estado de São Paulo. Elas possuem natureza eminentemente sienítica e ocorrem na forma de pequena intrusão (0,49 km2) aflorando numa elevação isolada (Morro de São João), com 137 m de altura, situada na porção meridional daquela localidade. Um corpo satélite de menor dimensão (Morrete), petrograficamente similar, é encontrado na vizinha Ilha Comprida. Os dados geoquímicos atestam o caráter marcadamente saturado, a afinidade potássica e o alto grau de evolução dessas rochas, enquanto que os diagramas multielementares, relacionando os teores dos elementos maiores e traços com a contentração de sílica, são indicativos de que processos de cristalização fracionada exerceram papel importante na sua formação. Por outro lado, a distribuição normalizada dos elementos incompatíveis, evidenciando a presença de anomalias negativas para Sr, Ti e Ba, e positivas para Zr e La, guarda concordância com o comportamento observado em outras ocorrências alcalinas brasileiras não-carbonatíticas portadoras de rochas evoluídas. A composição das rochas estudadas é formada essencialmente por feldspato alcalino; clinopiroxênios cálcicos e cálcico-sódicos; anfibólios cálcicos, sódico-cálcicos e sódicos; micas (biotita) ricas em Fe e fases acessórias (apatita, titanita, zircão e opacos). Com base nas suas características químicas e mineralógicas, propõe-se para essas rochas uma gênese relacionada com a cristalização fracionada a partir de uma fonte mantélica de composição peraluminosa. Quando comparadas às litologias mais representativas dos complexos alcalinos vizinhos (Jacupiranga, Juquiá e Pariquera-Açu), nota-se qua as rochas de Cananéia são petrográfica e quimicamente muito diferentes, tendo apenas como feição comum o mesmo condicionamento tectônico (Arco de Ponta Grossa). This work presents the petrological, mineralogical and geochemical study of the alkaline rocks of Cananéia, south coast of the São Paulo State. The rocks are of syienitical nature and occur in the form of a small intrusion (0,49 km²) as an isolate hill (Morro de São Joäo), with 137 m height, situated in the southern portion of that locality. A satellite body of lesser dimension (Morrete), with similar petrography, occurs in the neighboring llha Comprida. The geochemical data show a highly saturated character with potassic affinity and a high evolved degree of these rocks, while the multielemental diagrams with contents of the major and trace elements and the silica concentration, are indicative that processes of fractional crystallization played an important role in this formation. On the other hand, the normalized distribution of incompatible elements shows negative anomalies for Sr, Ti and Ba, and positive for Zr and La, in agreement with other Brazilian alkaline occurrences carrying carbonatite-free evolved rocks. The studied rocks are formed essentially by alkaline feldspar; calcic and calcic-sodic clinopyroxenes; calcic, sodic-calcic and sodic amphiboles; micas (biotite) rich in Fe and accessory phases (apatite, titanite, zircon and opaque minerals). lt is proposed for these rocks a genesis related with the fractional crystallization from a mantle source of peraluminous composition, based on the chemical and mineralogical characteristics. When compared with the most representative lithology of neighboring alcaline complexes (Jacupiranga, Juquiá and Pariquera-Açu), it is observed that the rocks of Cananéia are petrologically and chemically very different, having only the same tectonic condition (Ponta Grossa Arch) in common.
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- 2016
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4. Contribuição ao conhecimento geológico e petrológico das rochas alcalinas da Ilha dos Búzios, SP
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Francisco Rubens Alves, Celso B. Gomes, Celso de Barros Gomes, Akihisa Motoki, Excelso Ruberti, Luiz Fernando Scheibe, and Mabel N. C. Ulbrich
- Abstract
Este trabalho se ocupa do estudo geológico e petrológico da Ilha de Búzios, litoral norte do Estado de São Paulo. Com menos do que 8 \'km POT.2\' de área, a ilha tem forma irregular e dimensões de aproximadamente 2,5 km (NNE) e 5,0 km (EW), com topos achatados e cume a 400 m de altura, centralmente localizado. É formada por sienitos, que representam mais que 80% de sua área, e encaixantes charnoquíticas. Diques de litologia variada cortam tanto os sienitos como as encaixantes. As rochas encaixantes mostram-se gnissificadas, em parte por cisalhamentos antigos, e apresentaram intercalações de caráter mais diorítico até \"anortosítico\", todos os tipos portadores de ortopiroxênio, semelhantes a outras ocorrências continentais encontradas desde a Serra de Itatins (Peruibe), a sudoeste, até Ubatuba, a noroeste. Os sienitos, variáveis entre tipos finos e de granulação grossa, estes últimos predominates, têm relações complexas com as encaixantes. Sienitos finos, que englobam xenólitos em quantidade variável, passam a tipos mais grossos, também com xenólitos, formando faixa de centenas de metros. Os contatos podem ser gradativos, com os sienitos grossos passando a charnoquitos e dando lugar à formação de prováveis rochas híbridas. Os xenólitos, decimétricos a métricos, são angulosos e subangulosos, de natureza charnoquítica ou \"diabásica\". Com alguma freqüência, os microssienitos xenólitos incluem parcialmente porções de charnoquito com dique diabásico, mostrando relações cronológicas claras. Outros diques ocorrem. Na parte oeste, diques máficos variados, que rareiam nas porções leste e sul. Nas partes sudeste e leste, aparecem mais diqueis félsicos, principalmente fonólitos finos a afaníticos. A maior parte dos diques apresenta direção em torno de N50-55E, subvertical. Diques com direção ortogonal, NW, radiais e mergulhantes, são encontrados na porção sudeste. Algumas feições especiais chamam atenção. As cavidades ) miarolíticas presentes nas porções a oeste, próximas aos contatos, e a presença de bolsões pegmatóides por todo o corpo sienítico. O Saco Grande, enseada aberta na costa sul, tem forma semi-elíptica aberta para o mar. Além dos diques radiais, mostra dique estratificado espesso, paralelo à orla marinha por longa distância e com mergulho centrípeto. Os sienitos posssuem mineralogia monótona, com grande maioria sendo classificável como álcali feldspato sienitos. São rochas predominates, podendo conter quartzo. Com o aumento do quartzo, raramente acima dos 5%, passam aos quartzos-ácali feldspato sienitos, que ocorrem mais na extremidade NW e SW. O feldspato presente é uma micromesopertita, com leve predomínio das fases albíticas, e com padrão variado. Os ferromagnesianos incluem clinopiroxênio, biotita, anfibólio e opacos. As associações mais comuns contêm sempre clinopiroxênio, opacos, além de biotita e/ou anfibólio. Os tipos com mais quartzo tendem a apresentar mais anfibólio, chegando a ausentar-se o clinopiroxênio. Não há registro de nefelina sienitos. Esses sienitos variam para variedades de granulação mais fina, principalmente nas proximidades dos contatos. Os microssienitos formam tratos inteiros, bolsões ou diques, nos sienitos. Os diques félsicos variam desde microgranitos -\"-\"riólititos\", quartzo traquitos, traquitos, traquifonólitos e fonólitos. As variedades mais ricas em Si\'O IND.2\' ocorrem mais nas encaixantes e nas porções ocidentais da Ilha; já os tipos insaturados estão presentes no Saco Grande e na extremidade leste. As variedades com e sem quartzo são semelhantes, e nelas predominam as mesmas micromesopertitas, variando apenas o teor de quartzo. Os traquitos, típicos ou não, são encontrados por toda a Ilha, e se mostram constituídos por micromesopertita\'+ OU -\'clinopiroxênio\'+ OU -\'anfibóio\'+ OU -\'biotita, com pequena fração de opacos. Os tipos insaturados são portadores de ) nefelina\'+ OU -\'sodalita em teores relevantes e compõem, ao lado das micro mesopertitas, 80 a 85% da rocha. Nestas rochas, que podem ser classificadas como fonólitos e nefelina microssienitos, o feldspato potássico pode ocorrer sozinho. Como representantes fêmicos aparecem clinopiroxênio, anfibólio e biotita. Boa parte dessas rochas tem caráter agpaítico e apresenta mineralogia acessória rara (Ti-Zr silicatos). Os diques máficos são de difícil definição no campo. Ao lado das variedades alcalinas e de idade cretácica, reconhecem-se outros tipos, diabásicos e microdioríticos, parte cortando charnoquitos, parte deformados, de filiação duvidosa, ou mesmo brasilianos. Os tipos alcalinos e sincrônicos às associações sieníticas são de basaltos alcalinos, basanitos, tefritos e traquibasaltos e, à exceção dos primeiros, classificados como lamprófiros: camptonitos ou monchiquitos. Os basaltos alcalinos são semelhantes a diabásios comuns, contendo plagioclásio zonado, feldspato alcalino intersticial, piroxênio ou anfibólio, opacos, e com ou sem biotita. A grande maioria dos diques máficos é de filiação lamprofírica, e portadora de olivina, sem clinopiroxênio, kaersutita, biotita e opacos, envolvidos por mineralogia semelhante, mais fina, a menos olivina. Nos interstícios e nos ocelos, que podem representar 40% da amostra, aparecem feldspato potássico, analcima, vidro, material criptocristalino, carbonatos, zeólitas e serpentina. Os feldspato das rochas félsicas mostram lamelas, que variam continuamente do ponto de vista composicional entre \'Or IND.100\' e \'Ab IND.100\', ou grupam-se nos dois extremos composicionais, sempre com teor de An muito baixo. Nas rochas máficas, esses minerais aparecem intersticialmente ou nos ocelos como fase potássica muito pura. Os plagioclásios são zonados e exibem variação dos indivíduos maiores para as matrizes, estas em geral mais sódicas. Sua composição é variável ) entre \'An IND.75\' e \'An IND.15\'. As olivinas, analisadas em apenas duas amostras, têm composição entre \'Fo IND.75\' e \'Fo IND.85\'. os piroxênios incluem tipos mais cálcio-ferromagnesianos, desde diopsídicos (rochas máficas) a hedembergíticos, até tipos mais cálcio-sódicos, nos sienitos. O caráter sódico acentua-se nos diques félsicos chegando às egirinas nos fonólitos. Entre os diques máficos, os mesmos tipos dos sienitos passam a admitir teores elevados de Ti e Al, saindo do campo \"Quad\", com possível molécula Ti-tschermakítica. Os anfibólios nos diques máficos são cálcicos, sendo a maioria, kaersutitas. Nos sienitos, são cálcicos, com composição mais primitivas de Mg-hornblendas, evoluindo para tipos mais cálcio-sódicos, winchitas, barroisitas e catoforitas. Tornam-se sódicos nos diques félsicos, ocorrendo então arfvedsonita e riebeckita. Tanto os clinopiroxênios como os anfibólios evoluem paralelamente das composições mais magnesianas para as mais ricas em ferro, derivando então em direção ao sódio. Essa evolução acompanha o tipo de rocha, mas, nos sienitos, ela pode se apresentar entre núcleos (mais Mg) e bordas (mais Fe, Na) do mesmo grão. As biotitas mostram continuidade composicional, variando desde flogopitas/Mg-biotitas (diques máficos) até Fe-bititas (annita 90%) nos diques máficos. Os opacos são da série Mt-Usp, ou II-Hem, esta mais rara nos diques máficos. As composições aproximam-se dos membros extremos Mt e Ilm nos sienitos; nos diques máficos, elas estão próximas de Ilm variando a outra série de Usp a Mt. A análise química das rochas mostra um \"gap\" composicional particularmente no teor de Si\'O IND.2\', entre 50 e 60%, correspondendo ao intervalo entre diques máficos e sienitos, tefritos e traquibasaltos. As rochas sieníticas correspondem aos sienitos (=traquitos), com composição evoluindo para os sienitos nefelina normativos, traquifonólitos e fonólitos, entre os diques félsicos. ) Os mesmos sienitos evoluem, também, para composições mais ricas em Si\'O IND.2\', culminando nos diques félsicos supersaturados, os quartzo traquitos e riólitos (e riólitos alcalinos). A bimodalidade das rochas de Búzios e ausência composicional entre Si\'O IND.2\'=50-60%, reflete-se em outros elementos químicos, particularmente FeO, MgO, CaO e \'K IND.2\'O. O índice mg#, que varia entre 0 e 60, mostra pequena interrupção em torno de 40. Os outros elementos maiores apresentam distribuição mais contínua, ainda que pouco definida. Já os elementos traços, incluindo-se os TR, têm distribuição contínua e regular, bem definidas. Todas as rochas são alcalinas, com exceção daquelas \"riolíticas\". O caráter potássico é manifesto, mostrando-se sódicos parte dos fonólitos, além de peralcalinos e agpaíticos típicos. Todas as rochas máficas são metaluminosas, e os sienitos dividem-se entre levemente metaluminosos a peraluminosos, com alguns poucos fracamente peralcalinos. Diagramas multielementos, normalizados para o manto primitivo, exibem padrão evoluído para as rochas máficas, com enriquecimento em praticamente todos elementos. Essa característica é compatível com os teores moderados a baixos em Cr e Ni e MgO. Nos sienitos, os padrões se alteram, passando a haver empobrecimento em Ba, Sr e Ti, e acentuando-se o enriquecimento nos outros elementos. As mesmas tendências observadas nos sienitos são ainda mais pronunciadas nos diques, mais nos fonólitos que nos \"riólitos\". Os padrões verificados nas abundâncias relativas dos elementos são compatíveis com processos de cristalização fracionada a partir dos sienitos, com concomitante enriquecimento em álcalis e elementos incompatíveis nos fonólitos e, em menor escala, nos \"riólitos\", com queda nos teores de Ba, Sr e Ti. Alguma química isotópica foi feita, obtendo-se nove idades K/Ar em biotitas e anfibólios (e uma rocha total), com resultados razoáveis. Também ) foram efetuadas cinco análises Rb/Sr, com quatro delas aceitáveis. A idade preferencial K/Ar para os sienitos é de 81,4 \'+ OU -\'2,6 Ma e de 79,0 \'+ OU -\' 2,4 Ma para os diques. \"Errócrona\" ou diagrama isocrônico \'ANTPOT.87 Sr\'/\'ANTPOT.86 Sr\' vs \'ANTPOT.87 Rb\'/\'ANTPOT.86 Sr\' revela idade de 78,0 \'+ OU -\'2,2 Ma e \'R IND. 0\'=0,70500. A utilização do programa ISOJOB, a partir das razões atuais, chega a número semelhante, com \'R IND.0\'=0,70497, mas com alguma diferença para a idade, em torno de 75 Ma. As diferenças individuais para \'R IND.0\' não parecem significativas, sendo o valor médio obtido coincidente com a freqüência máxima para as rochas alcalinas brasileiras. A convivência de rochas supersaturadas e insaturadas em Si\'O IND.2\', entre as alcalinas, parece mais regra geral que exceção. Apesar disso, representa um problema, com várias soluções propostas. Os sienitos de Búzios, recalculados quimicamente, mostram composições sobre o alto termal Ab-Or, na superfície \"liquidus\", do sistema Q-Ne-Ks, a 1 kb de P\'H IND.2\'O (Fig.29). Os fonólitos, por um lado, concentram-se no sentido do eutético granítico. Essa configuração é bastante coerente com a suposta evolução química dessas rochas. Atribui-se à insaturação a evolução normal do magma sienítico, sendo que a supersaturação pode ser resultante de pressões de água moderadas, suficientes para supersaturação nas zonas com temperaturas mais baixas (bordas do corpo), desentabilização do piroxênio e cristalização de anfibólio e/ou biotita, com sobra de Si\'O IND.2\'. Parte da sílica excessiva, caracrística das bordas, pode ter vindo da fusão parcial das encaixantes charnoquíticas. Tal como em outras províncias alcalinas brasileiras, os magmas parentais primitivos mais prováveis estão representados pelas rochas máficas. Entre estas, as mais primitivas incluem basanitos, tefritos e basaltos alcalinos, cada qual podendo ser um derivado ou um representante ) evoluído de líquidos ainda mais primitivos, de origem em fusões mantélicas diferentes (fonte ou taxa), ou o conjunto de rochas máficas pode representar produtos resultantes de graus diferentes de fusão parcial da mesma fonte mantélica. Os tipos mais evoluídos são os traquibasaltos que por fracionamento de fases fêmicas e do plagioclásio, poderiam dar origem a diferenciados mais félsicos (monzogabros/dioritos a sienitos). Estes magmas, por cristalização fracionada e acumulação, formariam líquidos mais enriquecidos em NA e K e empobrecidos em Ca (e em Fe e Mg), chegando-se ao ponto do desaparecimento do plagioclásio. Modas com 90% defeldspato alcalino são características, e até comuns, em rochas de outras províncias, incluindo-se a ILha de Vitória. Em Búzios, não ocorrem essas rochas intermediárias, que aparecem na Ilha de São Sebastião, ao lado de tipos tão evoluídos quanto os sienitos de Búzios e da Ilha de Vitória. This work concerns the geological ang petrological study of Búzios lsland, on the northern coast of São Paulo State. With a surface less then 8 km², this island has an irregular shape and measures approximately 2,5 km (NNE) by 5,0 km (EW), with flat hilltops and a central peak at 400 m height. lt is made up by syenites, which represent more than 80% of its area, and charnockitic country rocks. Dykes of varied lithology cut both sienites and country rocks.The country rocks are gneissified, partly due to older shearings, and exhibit more dioritic to \"anorthositic\" intercalations in the charnockite, all orthopyroxene -bearing, similar to those which outcrop from Serra do Itatins (Peruíbe), to the southwest, to Ubatuba, to the northeast. The syenites vary between fine-grained, and largelly predominant (except at the contacts) coarse-grained types, and exhibit complex contact patterns with the enveloping country rocks. Fine-grained syenites, which envelope xenoliths in a variable quantity, grade to coarser-grained, also xenolith-bearing varieties, forming a hundreds of meters wide belt. The contact may be gradational, and the coarse-grained syenites are substituted imperceptibly by charnockites, with the formation of probable hybrid rock types. The decimetric to metric xenoliths are angulose to subangulose, mainly of charnockitic to \"doleritic\" charachter. Quite often, the xenolithic microsyenite zones partially enclose larger portions of doleritic dyke-bearing charnockites, exhibiting dear chronological relationships. Other dykes also occur. ln the western part, varied mafic dykes, which become rarer in the eastern and southern parts. ln the southeastern and eastern parts mostly felsic dykes, mainly fine-grained to aphanitic phonolites. Most dykes are subvertical, with directions around N50-55E. Ortogonally oriented (NW), radial and dipping dykes appear in the southeastern part. Some special features draw the attention. The miarolitic cavities which occur in the portions to the west, dose to the contacts, and the presence of pegmatoid domains through the whole syenitic body. The Saco Grande, a cove on the southern coast, has a semi-elliptical shape opened to the sea. Apart from the radial dykes, it shows a wide stratified dyke, parallel to the sea-shore through a long distance, and with centripetal dip. The syenites have a monotonous mineralogy, and the large majority can be classified as alcali feldspar syenite. They are the predominant rocks, and may exhibit quartz. With the increase in quartz, rarely above 5%, they grade into quartz alcali feldspar syenites, which occur mostly at the NW and SW extremities. Their feldspar is a micro-mesoperthite, with a slight predominance of the albitic phases, and with varied patterns. The ferromagnesians indude clinopyroxene, biotite, amphibole and opaque oxides. The commonest associations always include the clinopyroxene, the opaques, with biotite and/or amphibole. The more quartz-rich types have a tendency to bear more amphibole, to the exclusion of clinopyroxene. There is no report of nepheline syenites. These syenites vary to the micro-varieties, mainly dose to the contacts. The micro, syenites make up whole tracts, domains, or dykes in the syenite. The felsic dykes vary from micro-granites - \"rhyolites\", quartz trachytes, trachytes, trachyphonolites, and phonolites. The more SiO2-rich varieties occur mostly in the enveloping country rocks and in the parts to the west, and the undersaturated types in the Saco Grande cove and in the eastern extremity. The micro-varieties, with and without quartz, are similar, and the same micro-mesoperthites predominate in them, with a variable quartz content. The trachytes, either typical or not, occur all through the island, and are made up by micromesoperthite \'+ ou -\' clinopyroxene \'+ ou -\' amphibole \'+ ou -\' biotite, with a small fraction of opaques. The undersaturated rocks are nepheline \'+ ou -\' sodalite bearing, in considerable contents, which make up, together with the micro-mesoperthites, 80 to 85% of these rocks. ln these rocks, which can be classified as phonolites and micro - nepheline syenites, the potassic feldspar can occur alone. As femic representatives, clinopyroxene, amphibole and biotite appear. A great part of these rocks has agpaitic character, and exhibits rare accessory mineralogy (Ti-Zr silicates). The mafic dykes are difficult to be characterized in the field. Together with the alkaline varieties of cretaceous age, other types occur, doleritic and microdioritic, in part cutting across the charnockites, in part deformed, of doubtfull affiliation, or else of brasiliano age. The alkaline types, synchronous to the other alkalines, are of alkali basalts, basanites, tephrites and trachi-basalts and, with the exception of the first ones, are classified as lamprophyres: camptonites and monchiquites. The alkali basalts are similar to the common dolerites, with zoned plagioclase, intersticial alkaline feldspar and pyroxene or amphibole, opaques, with or without biotite. The large majority of the mafic dykes is lamprophyric, olivine-, clinopyroxene-, kaersutitebiotite and opaque-bearing, which are enveloped by a similar, finer-grained mineralogy, with the exception of olivine. ln the intersticial spaces and in the ocelli, which might represent 40% of the samples, potassic feldspar, analcime, glass, cryptocrystalline material, carbonates, zeolites and serpentines occur. The feldspar of the felsic rocks exhibits lamellae, which vary in composition between \'Or IND. 100\' and \'Ab IND. 100\', either continuosly, or grouping in the two compositional extremes, always with very low An contents. ln the mafic rocks these minerals appear interstitially or in the ocelli as a very pure potassic phase. The plagiodase is zoned, and shows variation from the larger individuals to the matrix ones, which are more sodic. Their composition varies between \'An IND. 75\" and \'An IND. 15\'. The olivine, analized in only two samples, has compositions between \'Fo IND. 75\' and \'Fo IND. 85\'. The pyroxene varies between the more calcic ferromagnesian types, from those more diopsidic (in the mafic rocks) to hedenbergitic, and from those towards more calcic-sodic ones, in the syenites. The sodic character becomes more pronounced in the felsic dykes, extending as far as aegirines in the phonolites. ln the mafic dykes, the same types encountered in the syenites become richer in Ti and Al, falling out from the \"Quad\" field, possibly with Ti-Tschermakitic substitutions. The amphiboles of the mafic dykes are calcic, and are, in their majority, kaersutites. ln the syenites, they are calcic, with more primitive, Mg-hornblende compositions, evolving towards more calcic-sodic types, winchites, barroisites and catoforites. They become sodic in the felsic dykes, and than arfvedsonites and riebeckites occur. Both clinopyroxenes and amphiboles evolve in parallel, from more magnesian towards more iron-rich compositions, deviating towards more sodium-rich ones. This evolution follows the rock-types, but in the syenites it might appear in the same grain, between cores (more Mg-rich) and borders (more Fe, Na). The biotites exhibit compositional continuity, varying from phlogopites / Mg-biotiies (in the mafic dykes) to Fe-biotites (90% annite) in the felsic dykes. The opaque oxides are either from the Mt-Usp series, or from the llm-Hem, this last one less common in the mafic dykes. The compositions are dose to the Mt-llm extreme compositions in the syenites, and in the mafic dykes have compositions dose to llm, with the other series varying between Usp and Mt. The chemical analyses of the rocks show a compositional gap, mainly in SiO2 contents, between 50 and 60%, which corresponds to the interval between mafic dykes and syenites. The mafic rocks, represented by the alkali basalts, basanites, tephrites and trachybasalts, are basic to ultrabasic. The syenitic rocks are, in general, represented by the syenites (=trachytes), with compositions evolving towards those of the normative nepheline syenites, trachyphonolites and phonolites, among the felsic dykes. The same syenites evolve also towards more SiO2-rich compositions, ending up in the oversaturated felsic dykes, the quartz trachytes and rhyolites (and alkali rhyolites). The bimodal distribution of the Búzios rocks and the absence of compositions between SiO2 = 56-66 is reflected also by other chemical constituents, in particular by FeO, MgO, CaO and K2O. The mg# index, which varies between 0,0 and 60,0, exhibits a small interruption around 40,0. The other major elements show a more continuous, but less defined distribution. The trace elements, including the REE, have a continuous, regular and well defined distribution. All rocks are alkaline, with the exception of the \"rhyolitic\" ones. The potassic character is manifest, with part of the phonolites being sodic, apart from typically peralkaline and agpaitic. AII mafic rocks are metaluminous, and the syenites are divided between slightly metaluminous to peraluminous, and a few weakly peralkaline. Multielemental diagramms, normalized to the primitive mantle, show evolved patterns for the mafic rocks, with enrichment in practically all elements. This characteristic is is compatible with the low to moderate contents in Cr, Ni and MgO. ln the syenites, the patterns are modified, with depletion in Ba, Sr and Ti, and a more pronounced enrichment in the other elements. The trends found in the syenites are even more pronounced in the dykes, more in the phonolites then in the \"rhyolites\". The trends observed in the relative abundance of elements are compatible with fractional crystallization processes operative over the syenite compositions, with a concurrent enrichment in alkaline and incompatible elements in the phonolites, and, in lesser degree, in the \"rhyolites\", with a decrease in the Ba, Sr and Ti contents. Some isotopic chemical analyses where also made, with 9 K/Ar determinations in biotites and amphiboles (and one in whole-rock), with acceptable results. Also 5 Rb/Sr analyses where undertaken, with 4 of them acceptable. The preferential K/Ar age for the syenites is 81,4 + 2,6 Ma, and for the dykes, 79,0 + 2,4 Ma. An 87Sr/86Sr - 87Rb/86Sr diagram, or \"errochron\" reveals an age of 78,0 + 2,2 Ma, with \'R IND.0\' = 0,70500. The ISOJOB program, based on presentday ratios, obtains similar reasults, with \'R IND.0\' = 0,70497, but with a somewhat different age, around 75 Ma. The individual differences for \'R IND.0\' do not seem to be significative, and the average value coincides with the maximal frequency for brazilian alkaline rocks. The coexistence of rocks oversaturated and understurated in SiO2, among the alkalines, seems to represent the rule, and not exceptions. Yet it represents a problem, with various possible solutions proposed. The Búzios syenites, chemically recalculated, exhibit compositions over the Ab-Or thermal height, on the liquidus surface, in the system Q-Ne-Ks, at 1 Kbar PH2O (figure 29). The phonolites, on one hand, fall towards the undersaturated eutectic, whilst the \"rhyolites\", on the other, concentrate towards the granitic eutectic. This pattern is coherent with the supposed chemical evolution of these rocks. The undersaturation is possibly due to the normal evolution of the syenitic magma, whilst the oversaturation might be the result of moderate water pressures, enough for oversaturation in the lower temperature zones (margins of the body), with unstabilization of pyroxene and crystallization of amphibole and/or biotite, with excess SiO2. Part of the excess SiO2, characteristical at the margins, might be accounted for through the partial melting of the charnockitic country rocks. As in other brazilian alkaline provinces, the most probable primitive parental magmas are represented by the mafic rocks. Among these, the most primitive ones include basanites, tephrites, and alkali basalts, which could be each either a derivative, or an evolved representative of more primitive liquids, onginated by different mantle meltings, or else the mafic rock set might represent derivatives at various evolutionary stages of the same partial mantle melting episode. The more evolved types are the trachybasalts, which could originate more felsic differentiates (monzogabros / diorites to syenites), through the fractionation of the femic phases and of plagiodase. These magmas, through fractional crystallization and mineral accumulation, would have originated the more K and Na enriched, and Ca (and Fe and Mg) depleted liquids, to the point of plagioclase disappearence. Modal compositions with up to 90% alcali feldspars are a common characteristic in other provinces, including Vitória Island. In Búzios, these intermediate rocks, which in the São Sebastião lsland appear following more evolved types, like the syenites from Búzios and Vitória lsland, do not occur.
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5. Feições mineralógicas de rochas lamprofíricas mesozóicas da Província Alcalina Central, Paraguai Oriental
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Jaime Báez Presser, Excelso Ruberti, Celso de Barros Gomes, Marta Silvia Maria Mantovani, Mabel N. C. Ulbrich, and Eleonora Maria Gouvêa Vasconcellos
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Geology - Abstract
O presente trabalho tem por objetivo primordial a caracterização, com base em dados petrográficos e de química mineral, das rochas \"lamprofíricas\" do Mesozóico (\'ÁPROXIMADAMENTE\' 130 Ma) que ocorrem na Província Alcalina Central do Paraguai Centro-Oriental. Os estudos da petrografia e química mineral, centralizaram-se em alguns corpos dispostos em dois campos separados: Campo Ybytymi a oeste -YMi-1, Ymi-4, Tmi-5, Ymi-7 e Ymi-8; Campo Ybytyryzu a leste -Yzu-1, Yzu-2, Yzu-3 e Yzu-6. Um grupo adicional de corpos (Yzu-4, Yzu-10) é apresentado em uma descrição preliminar das feições minerais e petrográficas minerais e petrográficas macroscópicas. Os dados gravimétricos definiram para o assoalho da Bacia do Paraná, o cráton Rio de La Plata, um mosaico de blocos soldados por cinturões. O fragmento do embasamento exposto a W do Paraguai, conhecido como Alto de Caapucú, os dados geocronológicos são escassos (0,5 -0,78 Ga a 2.1 Ga), e esta corresponde: porção W do cráton Rio de La Plata. Os dados sísmicos apontaram para o Paraguai Oriental e regiões vizinhas do Brasil hipocentros profundos, evidenciando assim sismicidade típica de zonas de baixo fluxo de calor, comparáveis com regiões cratônicas do escudo canadense. Estes dados identificaram também profundidades de Moho oscilando entre 38 e 48km. Já os dados de fluxo térmico superficial (\'+ OU -\' \'40mWm POT.2\') definem um fluxo de calor também característico de regiões cratônicas. Dentre os blocos gravimetricamente definidos no cráton Rio de La Plata, destaca-se o bloco Paranapanema, estrutura definida como um bloco que possui uma litosfera espessa e resistente (crátonic-like block), com largura em torno de 1600km e espessura variável de \'APROXIMADAMENTE\' 300 a 600km. Este bloco adentra-se por vários quilômetros no território paraguaio e hospeda-se na sua borda o rift de Asunción, i.e. um rift pericratônico. Associados a esta estrutura ocorrem os corpos do Campo Ybytymi e Ybytyruzú. Na borda pericratônica do bloco a W, entre as intrusões do Campo Ybytymi ocorrem: O pipe Ymi-1, que possui forma grosseiramente bilobulada a irregular e dimensões de 2050m por 1200 e 880m. Onde ocorrem sedimentos vulcano-epiclásticos em topografia plano-ondulada onde obteve-se concentrados de minerais pesados como picro-cromita, cromita, magnetitas, pseudobrookita, ilmenita, rutilo, rutilo de Nb (niobífero), turmalina, diamante, zircão, piroxênio e traços de granada. E plug de rochas sub-vulcânicas porfiríticas escuras e diques interiores (Ymi-1/d) e exteriores (Ymi-1c) ao pipe possuindo a mesma composição petrográfica: uma variedade de lamprófiro picrítico (olivina 10 a 25%) cálcio-alcalino (\"kentallemito\") composto de fenocristais/microfenocristais de olivina (\'Fo IND. 92-75\'), diopsido (titanífero-aluminoso), flogopita (titanífera-aluminosa, Ymi-1c), hornblenda magnesiana e cromita, imersos em uma matriz fina de sanidina (sódica em parte), magnetita titanífera magnesiana, magnetita titanífera diopsídio (titanífero-aluminoso), flogopita-biotita (titanífera), carbonato e acessórios de apatita, plagioclásio, hornblenda magnesiana, eckermanita, analcima e rutilo. Vários diques, com possança decimétrica, paralelos segundo E-W (Ymi-7) de uma variedade de lamprófiro cálcio-alcalino (\"kentallemito\") com micro-xenófilos peridotíticos, formada por fenocristais/microfenocristais de olivina (\'Fo IND.85-78\'), diopsídio (titanífero-aluminoso), hornblenda e flogopita (titanífera-aluminosa) imersos em uma matriz fina essencialmente de sanidina, magnetita titanífera magnesiana, magnetita titanífera, diopsídio (titanífero-aluminoso), analcima, hornblenda e acessoriamente apatita, mica e carbonato. O pipe Ymi-4 têm cerca de 1258m de comprimento e possui forma bifobulada. Que conta com fácies de lava de coloração roxa, fortemente vesiculada, de aspecto lamprofírico, cortadas por fácies de brecha (autolítica de conduto) e alguns diques de rocha algo vesiculada de aspecto lamprofírico. As rochas compõem-se de uma variedade de lamprófiro cálcio-alcalino formado por fenocristais/microfenocristais de olivina serpentinizada, flogopita (titanífera-aluminosa), diopsídio (titanífero-aluminoso) e magnetita titanífera magnesiana imersos em uma matriz muito fina formada de sanidina, magnetita titanífera e acessórios de diopsídio (titanífero-aluminoso), apatita, carbonato e zeólitas. Os lamprófiros desta intrusão são variedades melhor definidos como minette. O pipe Ymi-8 apresenta-se nas fotografias aéreas como uma estrutura bilobulada com comprimento de 2740m por 1250m (lóbulo N) e 1150m (lóbulo S). Onde ocorrem predominantemente sedimentos vulcano-epiclásticos e ocorreriam fácies sub-vulcânicas (plug). A sua caracterização foi preliminarmente definida como um lamprófiro comparável ao Ymi-1, com base na suíte de minerais pesados (pseudobrookita, limenita, rutilo, zircão, diamante e traços de espinélio, piroxênios e granadas). O plug Ymi-5 representa uma variedade de lamproíto transicional (entre lamproíto e plaqueleucito), uma intrusão com diâmetro de 200m. Esta uma rocha basaltóide cinza, fortemente porfirítica, com feno-megacristais branco a turquesa esbranquiçados de glomérulos de \"leucita\" pseudomorfisada, junto a diopsídio (titanífero a titanado-aluminoso), olivina (serpentinizada) e magnetita titanífera magnesiana, imersos em uma matriz fina de sanidina (rica em Ba), diopsídio (titanífero-aluminoso a pobre em Al), magnetita titanífera, biotita (titanífera-pobre em Al, a aluminosa e rica em Ba), com acessórios de apatita, perovskita e anfibólio (potássico-titanífero). A rocha representa um olivina sanidina diopsídio leucita lamprófiro. No segmento Oriental junto ao bloco Paranapanema, encontram-se as intrusões do Campo Ybytyruzu entre as quais ocorrem: O dique Yzu-1, que possui possança decimétrica e compõe-se de uma rocha porfirítica comaspecto basaltóide bastante fresca. Trata-se de um lamprófiro pícritico (olivina \'APROXIMADAMENTE\' 15%) cálcio alcalino (\"kentallemito\") com fenocristais de olivina (\'Fo IND.89-75\'), diopsídio (pobre em Al) e flogopita (titanífera-aluminosa) imersos em matriz formada por analcima, sanidina (rica em Fe)-anortoclásio, magnetita titanífera magnesiana, magnetita titanífera e acessórios de apatita e carbonato. A intrusão Yzu-4 têm forma de pipe e compõe-se de dois fácies petrográficos: um lamprofírica e outra basaltóide. A suíte de minerais pesados apresentam ilmenita, piroxênios, espinélios e mica. O conjunto de diques Yzu-10, com possança decimétricas a métricas têm marcado caráter lamprofírico e frequentemente encontram-se alterados, associa-se a filões de quartzo aurífero, que se concentram nos rios da região junto a minerais pesados como ilmenita, zircão, espinélios, granada e ilmenita. O dique Yzu-2, é representado por uma variedade de \'lamproito IND.ss\' com possança decimétrica, possuindo abundantemente pontilhados de leucita pseudomorfizada de cor branco beje acompanhados por fenocristais de olivina (\'Fo IND.85-81\'), diopsídio (pobre em Al) e flogopita (titanífera) imersos em matriz fina de sanidina (rica em Fe), flogopita-biotita (titanífera-pobre em Al), diopsídio (pobre em Al), magnetita titanífera magnesiana, ilmenita e acessórios de eckermatita ferrosa (potássica-titanífera) e apatita. Trata-se de umolivina-sanidina-flogopita-diopsídio-leucita lamproito. A intrusão Yzu-3 (Mbocayaty) é formada por lavas brechosas porfiríticas escuras, de aspecto basaltóide, com uma aparente direção de fluxo segundo NNE. São variedades de \'lamproito IND.ss\' com fenocristais/microfenocristais de olivina (\'Fo IND. 83-81\'), dipsídio (pobre em Al), \"leucita\" e ilmenita, imersos em uma matriz fina formada por sanidina (em parte rica em Fe), flogopita (titanífera-pobre em Al), diopsídio (pobre em Al), diopsídio (pobre em Al), magnetita titanífera magnesiana e acessórios de apatita e anfibólio (titanífero-potássico). Representam um olivina-flogopita-sanidina-diopsídio-leucita lamproito. O sill Yzu-6, compõe-se de um lamproito com possança decimétrica, cinza esverdeado com fenocristais/microfenocristais de flogopita (titanífera), diopsídio (pobre em Al) e ilmenita imersos em matriz média formada de sanidina (rica em Fe, Ba e Na), flogopita-biotita (titanífera), anfibolito e acessórios de ilmenita, apatita, carbonato e rutilo/priderita (?). Correspondem a um diopsídio-flogopita-sanidina lamproito. Também neste trabalho, discutem-se as relações de solução sólida que caracterizam as micas, os piroxênios, os espinélios e os feldspatos estudados nos dois grupos de rochas. Dados geotérmicos (Termômetro TMg) obtidos em xenocristais de espinélios dos corpos Ymi-1 e Yzu-1 assemelham-se em muito aos obtidos em espinélios de kimberlitos da plataforma Siberiana: i.e. fluxo de calor \'APROXIMADAMENTE\' \'30-40mWm POT.2\'. Xenocristais de espinélio nos que ao ser aplicado a variação do barômetro de Doroshev (o valor de Cr# multiplicado pelo teor de \'Cr IND.2\' o IND.3\') permitiram estimar a profundidade de formação/proveniência, para os magmas lamprofíricos picríticos cálcio-alcalino, correspondente em torno de 10 a 50 Kbrs. Essas feições termo-barométricas sugerem que esses magmas picríticos (Ymi-1 e Yzu-1) amostraram perdidotitos de um manto litosférico profundo cratonizado, que no Jurássico (\'APROXIMADAMENTE\' 120 Ma) possuía o gradiente geotérmico de \'APROXIMADAMENTE\' 35 mWm POT.2\'. Nos diagramas Cr# vs \'Fe POT.2+\' e \'MgCr IND.2 O IND. 4\' - \'MgAl IND.2 O IND. 4\'- \'MgFe IND.2 O IND.4\' muitos xenocristais de espinélios de Ymi-1 e algumas inclusões de espinélio em olivinas de Yzu-1 ocuparam campos de espinélios de peridótilos da fácies diamantíferas e/ou associadas ao diamante. Esse fato sugere que eles teriam sido arrancados das raízes do manto peridótico cratonizado da fácies do diamante e trazidos pelo magma até a superfície. Os xenocristais de espinélio de Ymi-1 no diagrama \'Fe POT. 3+\'/(\'Fe POT.3+\' + \' Fe POT.2+\') vs Cr# indicaram condições de formação baixo do tampão QFM com concentrações elevadas das inclusões e alguns espinélios dos concentrados no tampão Q-1 e microfenocristais, dos concentrados e de algumas inclusões fugacidade ainda menor, i.e.
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6. Contribuição ao estudo da mineralogia e geoquímica de pegmatitos da região de Governador Valadores, Minas Gerais
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Vitória Régia Péres da Rocha Oliveiros Marciano, Celso de Barros Gomes, Paul Qualifik, and Darcy Pedro Svizzero
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Os corpos pegmatíticos daslavras do Olhos de Gato, Ferreirinha, Boi e Faria encontram-se localizados na Província Pegmatítica Oriental, distando 30 km a noroeste, da cidade de Governador Valadares, Minas Gerais; encaixados em biotita-xistos. Fez-se estudo mais detalhado nos dois primeiros corpos, nos quais a coleta de amostra foi realizada segundo perfis, que permitem a visualização do zoneamento interno, como também da evolução interna e a distribuição dos elementos alcalinos, alcalinos terrosos e outros, nos minerais das diferentes zonas. Os objetivos principais destes trabalho foram: (1) a caracterização morfológica, mineralógica e geoquímica de alguns pegmatitos; (2) definição do posicionamento geológico e estratigráfico desses corpos; (3) descoberta de evidências da evolução interna capazes de auxiliar o estudo petrogenético deles. A metodologia empregada para alcançar os objetivos já referidos foram: microscopia ótica, difração de raios-x, espectrografia por absorção de infravermelhos, microssonda eletrônica e datação de minerais através do método Rb/Sr. Os corpos estudados possuem mineralogia bastante simples, apresentando-se zoneados (na provável sequência de formação) : zona marginal com uma característica assembléia mineral: albita + quartzo + moscovita + turmalina (exceto na lavra do Ferreirinha que não possue turmalinas); zona mural com albita + microclina pertitizada + quartzo + berilo; zona intermédia com grandes cristais de quartzo e microclima pertitizada; núcleo de quartzo e corpos de substituição com formas irregulares e mineralogia variada. Além dos minerais acima citados ocorrem óxidos, sulfetos, fosfatos e outros silicatos. Os feldspatos, berilos, micas e columbo-tentalitas foram analisados quantitativamente através de diferentes métodos, tendo sido obtidos os dados referentes à malha elementar para os dois últimos. Os valores para a triclinicidade dos feldspatos potássicos, bem como os polítipos das micas (moscovitas e moscovitas litiníferas, 2\'M IND.1\' ou associação deste polítipo em 1M e 2\'M IND.2\', biotitas 1M e lepidolitas 2\'M IND.2); foram obtidos e lançados nos perfis. Através das análises por espectrografia por absorção de infravermelhos, constatou-se a presença, na estrutura da maioria dos minerais constituintes destes corpos de C\'H IND.4\', C\'O IND.2\', OH e \'H IND.2\'O. Este último método citado demonstrou a substituição do silício tetraédrico, pelo boro, nas micas, feldspatos, quartzos, berilos e granadas em corpos onde não há ocorrência de turmalina, ou quando o aparecimento dela é bastante restrito. O enriquecimento em elementos alcalinos nos feldspatos e micas é crescente da zona marginal em direção ao núcleo, enquanto para os elementos alcalinos-terrosos se dá em sentido contrário. A cristalização dos corpos do Olhos de gato e Ferreirinha parecem ter seguido o modelo proposto por Uebel, sendo apresentada e discutida no texto. As duas datações pelo método Rb/Sr são concordantes e representam o evento termo-tectônico Brasiliano, sendo interpretadas como a idade de cristalização dos pegmatitos. Quanto à origem, a geoquímica dos minerais, principalmente feldspatos e micas, como também a não ocorrência de corpos graníticos próximos aos pegmatíticos estudados, tende a ser interpretada como anatética. The Olho de Gato, Ferreirinha, Boi and Faria pegmatites belong to the huge Brazilian eastern pegmatite Province and are located 30 km northwestward from Governador Valadares in the State of Minas Gerais. The country rocks of these pegmatites are biotite bearing schists. A more detailed study was carried out on the two first bodies according to the better quarring facilities found there. In them the sampling of the major minerals was undertaken according to the internal zonation. Three have been the main purposes of this word: (1) the gathering of morphological, mineralogical and geochemical evidences in the pegmatites themselves. (2) the understanding of the geological setting of these bodies; and (3) a final attempt to understand the petrogenesis and the internal evolution of these pegmatites. To arrive at these purposes the pegmatites have been meticulously sampled according to its internal zonation. The zonation and sampling points of the major minerals (alkali feldspars and micas), have been recorded and charts prepaired during the field work. The polarization microscope, the x-ray diffraction and x-ray fluorescence, the microprobe, the infrared absorption, etc. Have been used in the laboratory studies of the sampled material. Rb-Sr ages of two samples have been also obtained. The internal zonation, reflecting the morphology of the pegmatite bady itself, and the major minerals occurring within the zones are: (1) border zone with albite, quartz, biotite, and book muscovite; (2) wall zone with albite, perthilte and quartz mainly with graphic intergrowths; (3) intermediate zone with giant perthites and quartz and (4) quartz core. Scattered in the pegmatites mainly in the hangingwall, occur small replacement bodies the major mineralogy of which is cleavelandite and brownish mica. Some of the minor minerals which have been found are: schorlit in the border zone; beryl and Ta poor columbites in the wall and intermediate zones; apatite and herderite in the replacement bodies and late hydrothermal minerals and sulfides. The crystallization sequence of the minerals occurring in the pegmatites is presented and discussed in the text. The chemical composition of alkali feldspars, beryls, micas and columbo-tantalites and the cell parameters of some of them have been determined according to its petrogenetic meaning. The triclinitity values in the K, Na-feldspars the mica politipes as well \'2M IND.1\'is muscovites and Li bearing muscovites. The lepidolites are of 2 \'M IND.2\' type. The politipe 1M has been found associated with the biotites. Sometimes the politype \'2M IND.1\' occurs associated with the 1M and/or \'2M IND.2\' ones. Through the infrared absorption of beryls, micas, feldspars, quartz, and others it became evident the presence of \'CH IND.4\', \'CO IND.2\', OH and H2O within the structure of these minerals. In the tourmaline lacking pegmatites, as it apeears in the Ferreirinha one, some of the infrered absorption diagrams of the same minerals show a very sharp absorption wchich has been identified as meaning the presence of B in tetrahedral sites. The geochemistry of feldspars and micas seems to represent and anatetic origin for the pegmatitic material, which have been emplaced in biotite bearing schists seemingly without parent granites in the neighborhood. The distribution pattern of the alkali elements in feldspars and micas and that of the Ca in the same minerals seems to represent a crystallization trend according to the Uebel\'s model. The two Rb/Sr ages are concordant and represent the Brazilian thermos tectonic event. They are interpreted to represent the crystallization age of the pegmatites.
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7. Petrologia do maciço alcalino de Anitápolis, SC
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Sandra Maria de Arruda Furtado, Celso de Barros Gomes, Excelso Ruberti, Luiz Fernando Scheibe, Mabel Norma Costas Ulbrich, and Joel Gomes Valença
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Geology - Abstract
O maciço alcalino de Anitápolis, cuja idade situa-se no limite Jurássico-Cretáceo, é intrusivo nas rochas granitóides do leste catarinense, originando uma depressão circular de 6 \'Km POT. 2\'. Devido à grande quantitade de material intemperizado o estudo do maciço foi realizado essencialmente através deamostras provenientes de testemunhos de sondagem. As rochas que formam o maciço são magnetita-biotita piroxenos e apatita-pirroxênio biotitos na porção central, envolvidas por ijolitos e nefelina sienitos. Nas bordas do maciço aparecem variedades leucocrácitas, mesocráticas e melanocráticas representando, respectivamente, grau baixo, médio e alto de fenitização. Quantidades menores de apatita piroxenitos formam faixas em meio a ijolitos, nefalina sienitos e rochas de borda. Foscoritos e carbonatitos estão presentes como veios e diques cortando as litologias silicáticas; os carbonatipos sovíticos, magnesianos e calcíticos tardios. Diques de fonolitos ocorrem penetrando as rochas granotóides encaixantes. Estudo por microssonda revela que os piroxênios compreendem diopsídios, salitas e soda-salitas, presentes nos magnetita-biotita piroxenitos e fonolitos, e egirina-augitas, com teores variáveis de sódio, para os demais tipos petrográficos; o conjunto dos dados aponta para pequena participação de \'Fe POT. 2+\' np processo evolutivo desses minerais. À exceção dos termos mais ultrabásicos, fedspatos aparecem em todos os tipos petrográficos e possuem teores extremamente baixos de Na. Grãos mais límpidos fornecem composições no intervalo \'Or IND. 77\' \'POT. - Or IND. 90\', enquanto que os de aspecto turvo, com Or > 90, contêm exsolução de albita na forma de filmes ou gotículas. A composição das nefelinas indica valores de 700 a 775 \'GRAUS\'C para os fonolitos e nefelina sienitos; temperaturas em torno de 500 \'GRAUS\'C foram obtidas para os ijolitos e para um nefelina sienito rico em biotita. A grande diversidade de cores ) exibida pelas micas - predominantemente biotitas nas rochas silicáticas e flogopitas nos carbonatitos e foscoritos - acha-se relacionada à composição química, especialmente aos teores de \'Tio IND. 2\', MgO e FeO; atenção especial é dada às variedades laranja e vermelha de flogopitas com grande participação de \'Fe POT. 3+\'. A apatita, mineral de ampla ocorrência, mostra composição distinta em função do tipo de petrográfico em que se acha presente, particularmente quanto ao teor de Si e, de modo subordinado, ao de Sr. Os anfibólios ocorrem como minerais tardios, sendo representados por Mg-arfvedsonita e Fe-richterita nas rochas silicáticas e por richterita nos carbonaticos e foscoritos. Análises químicas mostram para as rochas silicáticas razões elevadas de \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\'/\'Fe\'\'O\'; diminuição de \'Tio IND. 2\', \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\'\'Fe\'\'O\' e aumento de \'Al IND. 2\'\'O IND. 3+\' para quantidades crescentes de \'Si\'\'O IND. 2\'; grande dispersão para os valores de \'Na IND. 2\'\'O\' e \'K IND. 2\'\'O\'. Concentrações mais elevadas em \'P IND. 2\'\'O IND. 5\' são encontradas nos doscoritos e no apatita-piroxênio biotitito. As terras raras mostram pequena variação para a grande maioria das rochas de Anitápolis: as silicáticas possuem em geral concentrações de 10 a 100 vezes superiores aos condritos e baixas razões La/Yb; os sovitos e fosforitos mostram valores levemente mais elevados, enquanto que nos carbonatitos mais tardios o aumento é mais evidente. A colocação do maciço está associada a grandes falhamentos de direção aproximada NS, resultando provavelmente do soerguimento do bloco crustal hospedeiro. A cristalização do magma ocorreu sob condições de alta \'FO IND. 2\', como deduzido pela composição química dos minerais. O modelo petrogenético desenvolvido com base nos diagramas de subtração propõe uma magma parental formado no manto sujacente, submetido a processos metassomáticos com formação deanfibolitos, mica) e apatita. Deste líquido de composição nefelínica, a separação de frações imiscíveis daria origem aos carbonatitos, enquanto que os líquidos residuais evoluiriam por cristalização fracionada, originando as rochas mais leucocráticas. Soluções posteriores metassomatizantes ricas em sódio e potassio ocasionariam fenômenos de cristalização e recristalização responsáveis pela grande heterogeneidade constatada em alguns tipos petrográficos. The Anitapolis alkaline massif is Jurassic-Cretacic in age and intrudes granitoid rocks in the eastern parto f Santa Catarina State, Southern Brazil. The investigated area comprises a circular depression of 6km2, covered by weathered materials. Therefore, this study was made possible by means of drill hole samples. The rock of the massif include magnetite-biotite pyroxenites and apatite-pyroxene biotites in the central portion, surrounded by ijolites and nepheline syenites, which are in turn enveloped by melanocratic, mesocratic and leucocratic rocks, corresponding to high, medium and low degrees of fenitization. Apatite pyroxenites occur inside ijolites, nepheline syenite and fenites. Phoscorites and carbonatites cut the silicate rocks as veins and dykes. Carbonatites, younger than phoscorites, comprise sovitic, magnesian and late-stage calcite-bearing types. Phonolitic dykes cut the granitoid country rocks. Clinopyroxenes from the magnetite-biotite pyroxenites and phonolites determined by electron microprobe analysis included diopsides, salites and soda-salites, and aegirine-augites with variable sodium contents in the other lithologies. The bulk of the mineralogical data reveals little contribution of \'Fe POT.2+\' in the evolution of these minerals. Feldspars occur in most rock types, with very low An contents. Clear grains are \'Or IND.77-\' \'Or IND.90\' and turbid ones, with Or > 90, contain albite exsolution as drops or films. Nepheline composition give values of 700 to 775°C for phonolites and nepheline syenites, whereas temperatures of 500°C were obtained for ojolites and one biotite-rich nepheline syenite. Relationships were established between the great diversity of colours exhibit by micas - mostly biotites in silicate rocks and phlogopites in carbonatites and phoscorites - and TiO2, MgO and FeO contents. Special attention has been given to orange and red \'Fe POT.3+\' - rich varieties. Apatite is widespread and shows distinct compositions according to rock type, especially regarding Si and, subordinately, Sr contents. Amphiboles are late forming minerals and comprise Mg-arfvesdsonite, arfvedsonite, Fe-richterite in silicate rocks, and richterite in carbonatites and phoscorites. Chemical analyses of the silicate rocks show: high Fe2O3/FeO ratios; decrease of TiO2, Fe2O3 and FeO and increase of Al2O3 with increasing SiO2 contents; great dispersion for Na2O and K2O data. Phoscorites and apatite-pyroxene-biotite rock present the highest P2O5 contents. REE are 10 to 100 times higher than chondritic values, with low La/Yb ratios in silicate rocks; sovites and phoscorite show higher levels, with contents in the latest formed carbonatites. The emplacement of the massif is related to great NS fault lineaments, and probably results from the uplift of the host crustal block. High fO2 conditions influenced the magma crystallization, as deduced from the chemical composition of the minerals. A petrogenetic model based on subtraction diagrams suggests that a possible parental magma of nephelinite composition formed in a metasomatic, subjacent mantle with formation of amphiboles, micas and apatite. Immiscible fractions of this nephelinitic material would generate carbonatites, whereas residual liquids would evolve by fractional crystallization to phonolitic residues. Late metasomatizing sodium and/or potassium rich solutions would be responsable for crystallization and recrystallization phenomena which caused the great heterogeneity observed in some rock types.
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8. O metabasito de Pirapora do Bom Jesus, SP
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Maria de Lourdes Lazzari, Jose Moacyr Vianna Coutinho, Mario Cesar Heredia de Figueiredo, and Celso de Barros Gomes
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Em Pirapora do Bom Jesus, SP, um corpo de rocha metabasítica ocorre em meio a metarenitos finos e, subordinadamente, metarcósio, metagrauvaca, filitos, dolomito, quartzito e itabirito. As rochas metabasíticas são compostas essencialmente de anfibólios e plagioclásios, tendo como acessórios: epidoto, clorita e titanita. O anfibólio tem composição actinolítica e o plagioclásio, albítica. São comparáveis quimicamente a outros metabasitos descritos na literatura, possuindo afinidade com basaltos toleíticos e de fundo oceânico. Grande parte das exposições de metabasito alterado nas colinas margeando o rio Tietê exibem estruturas de \"pillow lava\" com almofadas pouco deformadas ou deslocadas de sua posição original, com o pedúnculo para baixo e a superfície convexa para cima. Pelo comportamento químico dos minerais é possível concluir que os metabasitos se formaram em condições ajustadas à fácies xisto verde de Turner (1968). A temperatura metamórfica nestas rochas teve variação limitada ao intervalo de 300 a 450 \'GRAUS\' C. A metabasitic rock body occurs intercalated to finegrained metarenites and, subordinatedly, metaarkoses, metagreywackes, phyllites, dolomites, quartzites and itabirites in Pirapora do Bom Jesus, São Paulo satate. These metabasitic rocks are made up essentially by amphiboles and plagioclases, with epidote, chlorite and titanite as accessories. The amphibole has actinolitic, and the plagioclase, albitic compositions. They are chemically comparable to other metabasites quoted in the literature, sharing characteristics with tholeiitic and ocean-floor basalts. A great part of the altered metabasite exposures on the hillsides of the Tietê river pillow structures with pillows only slightly deformed or dislocated from their original position, with their cusps pointing downwards, and their convex surface upwards. The chemical behavior of the minerals permits to conclude that the metabasites underwent metamorphism under conditions comparable to those of the greenschist facies of turner (1968). The temperature of metamorphism in these rocks had a limited variation in the 300 to 450°C interval.
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9. Rochas basálticas do Rio Grande do Norte e Paraíba
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Maria Florida Brochini Rodrigues, Jose Moacyr Vianna Coutinho, Vicente Antonio Vitorio Girardi, and Celso de Barros Gomes
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Geology - Abstract
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10. Petrogênese do maciço alcalino máfico-ultramáfico Ponte Nova (SP-MG)
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Rogério Guitarrari Azzone, Excelso Ruberti, José Affonso Brod, Herbet Conceição, Celso de Barros Gomes, and Alcides Nobrega Sial
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Geology - Abstract
O maciço alcalino máfico-ultramáfico Ponte Nova (SP-MG) apresenta uma associação litológica eminentemente gabróide, gerada por sucessivos pulsos magmáticos, há aproximadamente 86 Ma. Constitui a única ocorrência de tendência alcalina do setor norte da província Serra do Mar com predomínio acentuado de rochas máficas e ultramáficas cumuláticas. Apresenta duas áreas de exposição: uma principal, maior (~5,5 km2), de forma elíptica e com grande variedade de litotipos, e uma menor (~1 km2), localizada a sul da primeira, estando ambas separadas por rochas do embasamento Pré-Cambriano. Na área principal, o pulso central é constituido de uma seqüência inferior, cumulática, caracterizada pela presença de cumulatos ultramáficos e melagábricos (e.g., olivina clinopiroxenitos e melagabros com olivina), e uma seqüência superior, com rochas gábricas e monzogábricas porfiríticas e equigranulares. Tais seqüências associadas a um mesmo pulso são confirmada pelas variações crípticas em minerais, pela composição geoquímica das rochas e pelas assinaturas isotópicas obtida. À região oeste e sul deste pulso central encontra-se, separada por falhas, uma seqüência inferior muito semelhante, cumulática porém com a seqüência superior caracterizada principalmente pela ocorrência de rochas bandadas e com maior concentração de nefelina em relação às rochas da área central. Estas ocorrências parecem estar relacionadas a um segundo pulso associado à esta área principal, conforme indicado pela evolução da seqüência superior, pelas assinaturas isotópicas e condições de fO2 calculadas e por variações crípticas encontradas em alguns minerais das rochas bandadas, como olivina. Já na área satélite a sul, predominam melamonzonitos com nefelina que, embora permitam algumas correlações com as rochas da seqüência superior do pulso central, o enriquecimento em diferentes traços bem como a assinatura isotópica apontam para um pulso magmático isolado. Esta área ainda apresenta litotipos mais evoluídos (e.g., monzonitos com nefelina) que, conforme as características isotópicas e também a distribuição dos traços, permite individualizá-lo como um pulso separado. Outros pulsos isolados e menores são caracterizados, predominando rochas melagábricas, variando entre olivina melamonzodioritos a melamonzodioritos com olivina no pulso satélite norte e rochas mais evoluídas, variando entre nefelina monzodioritos a monzodioritos com nefelina, no pulso satélite leste. Diferenciados félsicos finais ocorrem sob a forma de diques, vênulas e possivelmente bolsões, e variam de leucocráticos a mesocráticos, com rochas de composições monzoníticas a monzossieníticas, chegando a nefelina sienitos em alguns casos, e podem ser considerados representativas do líquido residual dos diferentes pulsos que sofreram migração para diferentes porções do maciço. Um corpo de brecha magmática ocorre confinado à região leste, posterior aos pulsos anteriormente descritos, com fragmentos líticos de todos os litotipos gabróides anteriormente descritos. Diques máficos (lamprófiros, tefritos e basanitos) e félsicos (tefrifonólitos a fonotefritos) intrudem as rochas do maciço, sendo estes representativos de diferentes fontes mantélicas e possivelmente ocorrendo em estágios distintos. As diferentes assinaturas isotópicas registradas para os diques, que abrangem o amplo espectro obtido para os diferentes pulsos do maciço, confirmam o caráter multi-intrusivo desta ocorrência. O caráter cumulático é bastante pronunciado nos principais pulsos do maciço Ponte Nova. Os altos índices de máficos (M), os baixos conteúdos de Na e K, o caráter ultrabásico e a composição de picrito e picrobasalto de parte das amostras evidenciam este caráter e apontam a cristalização fracionada como principal mecanismo atuante na evolução do maciço. A variação composicional das fases cumulus ao longo de todo maciço, especialmente relacionada aos índices envolvendo a razão Mg/(Mg+Fe2+) tanto na olivina quanto no clinopiroxênio, com a progressiva diminuição deste índice em direção às rochas da seqüência superior, indicam que mecanismos de fracionamento magmático dominam a variação vertical modal e geoquímica do maciço em seus principais pulsos. Variações crípticas obtidas também em fases intercumulus, compatíveis com o trend evolutivo dos minerais cumulus, favorecem a idéia de estas fases serem representativas principalmente de um líquido aprisionado (trapped liquid) no momento da acumulação, guardando portanto a composição do líquido em equilíbrio com o cumulato formado. Assim, infere-se que o processo de acumulação envolvido, com conseqüente aprisionamento de líquido, deve ter-se dado de maneira relativamente rápida. Tal consideração tende a indicar um processo gravitacional de acumulação para grande parte das rochas do maciço. Já os casos onde são encontradas estruturas bandadas, alternando-se bandas máficas e félsicas (associadas a regiões próximas ao contato com o embasamento), apontam para uma possível ação mais efetiva de correntes de convecção. Com relação aos parâmetros intensivos, as rochas do maciço Ponte Nova cristalizaram-se a uma profundidade relativamente rasa (entre 1 e 0,5 kbar), conforme indicado pela composição dos clinopiroxênios. A história de cristalização do maciço inicia-se algo acima de 1030ºC, que representa o início do equilíbrio olivinaclinopiroxênio, terminando em ±600º C, com o equilíbrio apatita-biotita (fases intersticiais finais). Conforme modelamentos geoquímicos evidenciam, os diques máficos junto ao Maciço Ponte Nova e os que são encaixados no embasamento adjacente a este, de composição principalmente basanito-tefrítica, podem ser considerados representativos do magma parental que levou à formação das rochas cumuláticas do maciço. Modelos de fusão indicam que os diques máficos que cortam o maciço e, conseqüentemente, o magma parental do Maciço Ponte Nova, podem ter como fonte mantélica tanto espinélio lherzolitos como granada lherzolitos. Em ambos os casos o manto deve estar previamente enriquecido em elementos traços. A este enriquecimento é atribuido como causa o metassomatismo mantélico. As assinaturas isotópicas encontradas para os diferentes litotipos do maciço Ponte Nova pressupõe uma fonte mantélica heterogênea, sendo representativas dos diferentes graus de enriquecimento do manto litosférico. As idades modelo (TDM) obtidas, que podem ser atribuídas aos períodos de enriquecimento metassomático do manto, são correlacionáveis com os eventos regionais de evolução crustal neoproterozóica, principalmente ligados a eventos de subducção. As evidências significativas das heterogeneidades mantélicas (tanto em escala regional quanto numa escala local) com assinaturas isotópicas tipicamente litosféricas, do enriquecimento geoquímico da fonte (indicando um metassomatismo mantélico e uma fonte rica em voláteis) e do claro controle tectônico dos pulsos alcalinos (associados à reativação das principais zonas de fraqueza regionais), tendenciam uma interpretação favorável a modelos relacionados principalmente a fenômenos litosféricos, se comparadas aos modelos envolvendo plumas mantélicas. The Ponte Nova alkaline mafic-ultramafic massif (~85 Ma) is mainly composed of a gabbroic association, generated by successive magmatic pulses. It is the single alkaline massif of the northern sector of Serra do Mar Province with predominance of mafic and ultramafic cumulitic rocks. The Ponte Nova massif crops out in two areas: the larger one (~5.5 km2), with elliptical shape and a wide variety of lithotypes, and the smaller satellite area (~1 km2), located south of the main area. These are separated by outcrops of Precambrian basement. The central pulse of the larger area is composed by a lower sequence, cumulitic, characterized by the presence of ultramafic and melagabbroic cumulates (e.g., olivine clinopyroxenites and olivine-bearing melagabbros), and an upper sequence, with porphyritic and equigranular gabbroic and monzogabbroic rocks. Such sequences are associated with the same magmatic pulse, as indicated by cryptic variations in minerals, whole-rock geochemistry and isotopic signatures. At the western and southern adjoining regions of this central pulse, separated by faults, a similar cumulitic lower sequence crops out. However, the upper sequence of these regions is characterized by the occurrence of banded rocks with higher concentration of nepheline than in the central area. These occurrences seem to be related to a second magmatic pulse, as indicated by evolution of its upper sequence, by isotopic signatures, calculated fO2 conditions and cryptic variations in some minerals of the banded rocks, such as olivine. In the southern satellite area, nepheline-bearing melamonzonites are the predominant rocks. Although correlations with rocks of central pulse upper sequence can be established, the enrichment in several trace elements as well as its isotopic signatures point to an isolated magmatic pulse. This area also presents more evolved lithotypes (e.g., nepheline-bearing monzonites) that, as indicated by isotopic characteristics and the distribution of the trace elements, could be interpreted as a distinct pulse. There are other isolated and smaller pulses in the larger area. Melagabbroic rocks varying between olivine melamonzodiorites to olivine-bearing melamonzodiorites are found in a northern satellite pulse. More evolved rocks varying between nepheline monzodiorites and nepheline-bearing monzodiorites are found in an eastern satellite body. Late-stage felsic rocks occur as dykes, venules and patches, and vary from leucocratic to mesocratic rocks, monzonitic to monzosyenitic in composition (nepheline syenites in some cases). These rocks are possibly representative of residual liquids that had suffered migration for different portions of the massif. A magmatic breccia occurs in the eastern region of the main area, subsequent to the described pulses, with the previously described lithic fragments of all gabbroic lithotypes. Mafic (lamprophyres, tephrites, basanites) and felsic (tephriphonolites to phonotephrites) dykes intrude the massif rocks. These are representative of different mantle sources and possibly occur in distinct magmatic stages. The wide-range isotopic signatures of these dykes, that comprise the wide range obtained for the different pulses of the massif, confirm the multi-intrusive character of this occurrence. The cumulitic character is strongly characterized in the main pulses of the Ponte Nova massif. The high mafic index (M), the low Na and K contents, the ultrabasic character and the composition of picrite and picribasalt of part of the samples evidence this character and point to fractional crystallization as the main operating mechanism in the evolution of the massif. The compositional variation of the cumulus phases throughout all the massif, particularly in terms of Mg/ (Mg+Fe2+) ratios, either in olivine or clinopyroxene, with the gradual reduction of this index towards the upper sequence, indicates that magmatic fractionation dominates the modal and geochemical vertical variation of the massif in its main pulses. Cryptic variations obtained also in intercumulus phases, compatible with evolutive trend of cumulus minerals, suggest that these phases represent a trapped liquid at the moment of the accumulation, and the composition of liquid and cumulate were in equilibrium. Thus, it may be inferred that the process of accumulation must have been relatively fast, indicating a gravitational process of accumulation for most rocks of the massif. The banded structures near the contact with the basement, alternating mafic and felsic banding, suggest a more effective action of convection currents. The Ponte Nova massif crystallized at relatively low depth (between 1 and 0,5 kbar), as indicated by clinopyroxene compositions. The massif crystallization sequence begins above 1030ºC, representing the beginning of the olivine-clinopyroxene equilibrium, and did proceed until ±600oC, with the apatite-biotite equilibrium (final interstitial phases). The mafic dykes intruding the Ponte Nova massif and those in the adjacent basement, mainly of basanitictephritic composition, possibly represent the parental magma of the cumulitic rocks of the massif, as indicated by geochemical models. The Ponte Nova massif isotopic signatures of the different lithotypes indicate a heterogeneous mantle source, with variable degrees of lithospheric mantle enrichment. Model ages (TDM) can be attributed to periods of mantle metassomatic enrichment and are correlated with the regional events of Neoproterozoic crustal evolution, mainly related to subduction events. The significative evidences of mantle heterogeneities (both at regional and local scale) with typically lithospheric isotopic signatures, of geochemical source enrichment (indicative of mantle metassomatism and a volatile-rich source) and of clearly tectonic control of the alkaline pulses (associated to the reactivation of the main regional zones of weakness), led to a favorable interpretation of models mainly related to lithospheric phenomena, if compared with models involving mantle plumes.
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11. Mineralogia química dos anfibolitos da Região de Morretes-Antonina, Paraná
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Excelso Ruberti, Celso de Barros Gomes, Sergio Estanislau do Amaral, and Vicente Antonio Vitorio Girardi
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12. Petrologia do Maciço Alcalino do Banhadão, PR
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Excelso Ruberti, Celso de Barros Gomes, Jose Moacyr Vianna Coutinho, Paul Qualifik, Horstpeter Herberto Gustavo Jose Ulbrich, and Joel Gomes Valença
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Geology - Abstract
O maciço do Banhadão representa um dos muitos centros magmáticos de caráter alcalino, ocorridos entre o final do jurássico e cretáceo inferior, intrusivos nos flancos do grande arqueamento de Ponta Grossa. Acha-se situado a noroeste da localidade de cerro Azul, Estado do Paraná, e tem como coordenadas geográficas aproximadas 24°39\'S e 49°23\'W.G. O complexo constitui uma massa heterogênea de litologias exclusivamente insaturadas encaixadas em rochas graníticas do complexo Três Córregos. As variações mineralógicas e texturais presentes permitem individualizar três associações magmáticas de caráter definido, consolidadas em condições geológicas distintas. À primeira pertencem diversas variedades de nefelina sienitos de granulação grossa que evoluem, gradativa e quimicamente, de ultrabásica até intermediária, na seguinte sequência: melanita-nefelina sienitos ->nefelina sienitos I ->nefelina sienitos II - róseos ->nefelina sienitos II-cinzas. A segunda inclui rochas de natureza ultrabásica a básica, de granulação fina a média, representadas quase que unicamente por flogopita melteigitos; nela também se enquadram os malignitos e os feldspatos-melanita ijolitos originados em conseqüência da ação intrusiva daquelas rochas sobre as encaixantes (nefelina sienitos II-róseos e cinzas). Finalmente, a terceira engloba todas as rochas de granulação fina até afanítica ocorrendo na forma de diques, que retalham as diversas variedades de nefelina sienitos, e denominadas genericamente de fonolitos. Quanto ao quimismo, as rochas do complexo são fortemente alcalinas e se enquadram na série alcalina de Peacock (1931) e classe hiperalcalina de Almeida (1961). As pequenas concentrações de U, Th e sobretudo terras raras, a ausência de minerais tidos como raros e a presença constante de apatita e titanita nas diversas litologias confirmam o caráter tipicamente \"miasquítico\" do complexo. As diversas variedades de nefelina sienitos exibem evidências de terem sido submetidas á diferenciação, como indicado pelo enriquecimento em \'Al IND.2 O IND.3\', 1K IND.2 O\' e \'Na IND.2 O\' e empobrecimento em \'TiO IND.2\', Fe (total) e CaO. Os elementos traços Zr, Nb, Y e V acham-se concentrados nas rochas portadoras de melanita. Os flogopita melteigitos e rochas associadas possuem as maiores concentrações de \'TiO IND.2\', Fe (total), MgO e CaO e as mais baixas de \'Al IND.2 O IND.3\', \'K IND.2 O\' e \'Na IND.2 O\' relativamente às demais do maciço; quanto aos traços, são praticamente as únicas a contarem Ni, Cu e Cr, além de teores anômalos de Ba. Os fonolitos são quimicamente semelhantes às variedades de nefelina sienitos. As determinações radiométricas pelo método K-Ar forneceram idade de I27 m.a. para um micro melanita-nefelina sienito (do conduto secundário do maciço), correlacionado à primeira manifestação magmática. Os flogopita melteigitos intrusivos em nefelina sienitos II-róseos e cinzas acusaram idade ao redor de 108 m.a., enquanto que os fonolitos no intervalo 95 e 102m.a. O estudo químico detalhado dos minerais mais abundantes do complexo mostra algumas características distintivas. A nefelina acha-se representada quase que unicamente pela variedade \"médio-potássica\". No entanto, o seu teor de \"sílica em excesso\" depende da rocha em que se encontra; é variável nos nefelina sienitos II-róseos e cinzas, situando-se ora no campo de convergência \"Morozewicz-Buerger\", com temperaturas entre 500 e 600°C, ora fora deIe, com temperaturas da ordem de 750°C. Esse teor é mais alto nos fonolitos, revelando cristalização ao redor de 775°C, e mais baixo nas demais rochas, com a composição se aproximando da de Buerger e correspondendo ao equilíbrio químico de temperaturas submagmáticas, inferiores a 500°C. Os feldspatos alcalinos consistem de ortoclásio pertítico na maioria das rochas, à exceção dos malignitos, feldspato-melanita ijolitos e alguns melanita-nefelina sienitos, onde são provavelmente microclínio, e dos fonolitos, onde constituem com certeza sanidina. A composição é essencialmente potássica, com Or > 89%; contudo, nos nefelina sienitos II-róseos e cinzas, o mineral exibe ampla variação com valores compreendidos entre Or94,4 e Or58,6. Os piroxênios têm composição variável conforme a natureza química da rocha e as condições de cristalização; essa composição abrange todos os termos da série: soda-augita, egirina-augita e egirina. Dos minerais de cristalização tardia, destacam-se as micas, apresentando amplas variações na relação Mg:Fe; em geral correspondem à biotita, sendo flogopita uma variedade mais rara. A melanita é um mineral primário (microfenocristal e constituinte da matriz) , um produto da transformação de piroxênios, ou então, resulta da cristalização de soluções residuais do magma; todavia, em todos os casos ela tem natureza essencialmente cálcica-férrica, aparecendo andradita como um componente básico molecular. Intercrescimento feldspato potássico com nefelina é peculiar dos nefelina sienitos I, tendo se formado a partir da cristalização de resíduo magmático enriquecido em Na e K; sua composição é similar em tudo à dos feldspatos alcalinos e da nefelina de cristais isolados formados previamente. Os resultados coligidos neste estudo sugerem que as rochas do complexo alcalino do Banhadão derivaram de sucessivas intrusões de caráter petrológico definido, a partir de magmas bem distintos; um magma de composição nefelinítica teria se diferenciado gerando as diversas variedades de nefelina sienitos e fonolitos; um outro, de composição ferromagnesiana enriquecida em álcalis teria dado origem aos flogopita melteigitos e rochas associadas. Aparentemente, são magmas alcalinos de caráter primário, originados pela fusão direta de rochas da região basal da crosta ou do manto superior. The Alkaline Massif of Banhadão, located near Cerro Azul, State of Paraná (24°39\'S and 49°23\'W), is one of a series of alkaline igneous intrusions emplaced during the Late Jurassic and Early Cretaceous along the flanks of the Ponta Grossa Arch. The Banhadão complex intrudes the Três Córregos granite batholith; it is a composite body consisting solely of undersaturated rocks. The following magmatic associations can be distinguished on the basin of mineralogic and textural variations, each association representing different geological conditions of formation: 1) a suite of very coarse nepheline syenites that gradually pass from ultrabasic to intermediate composition (melanite-nepheline syenites -> nepheline syenites I -> light reddish nepheline syenites II -> gray nepheline syenites II); 2) medium to fine-grained ultrabasic to basic rocks represented almost exclusively by phlogopite melteigites, with minor amounts of malignites and feldspar melanite ijolites, thought to have formed through reactions between the melteigites and light reddish and gray nepheline syenite II country rocks; 3) fine-grained to aphanitic phonolitic dikes that cut the various nepheline syenites. The rocks of the complex are strongly alkaline, falling within the alkaline series of Peacock (1931) and the hyperalkaline class of Almeida (1961). Rocks of the complex are mainly miaskitic, as attested by, among other characteristics, the low concentration in trace elements (V, Th and mainly REE), lack of rare-metal silicates, and relative abundance of apatite and titanite in all lithologies. Nevertheless, many nepheline syenites are distinguished by a differentiation trend in which highly differentiated en members are enriched in alcalis and \'Al IND.2 O IND.3\', and at the same time show decrease in MgO, FeO(total), CaO and \'TiO IND.2\'.The less differentiated melanite-rich rocks, on the other hand, show higher concentrations in Zr, Nb, Y and V. Phlogopite melteigites and associated rocks show the highest contents of MgO, FeO(total) , CaO and \'TiO IND.2\', and the lowest concentration of alcalis and \'Al IND.2 O IND.3\'; they are significantly enriched in Ba and are the only rocks with detectable amounts of Ni, Cu and Cr. The phonolites are chemically similar to the varieties of nepheline syenites. Radiometric age-dating using the K-Ar method furnished the following results: an age of 127 ± 3m.y. for a micromelanite-nepheline syenite from a smalll pipe, which is interpreted as dating the initial magmatic events; an age of 108 ± 6 m.y. for a phogopite melteigite, intrusive into light reddish and gray nepheline syenites II; and ages between 95 ± 3 m.y. and 102 ± 3 m.y. for the phonolites. Detailed chemical studies of main rock-forming minerals reveal several distinctive characteristics. The nephelines are almost entirely of the meso-potassic variety. In the nepheline syenites II, the nephelines show a composition which fall within the Morozewicz-Buerger convergence field, indicative of temperatures of formation between 500-600°C; some nepheline exhibit compositions which are compatible with formation temperatures around 750°C. Excess silica in nephelines is in general higher in phonolites, suggesting crystalization around 775°C. In other rocks (melanite-nepheline syenites, nepheline syenites I, malignites and feldspar-melanite ijolites) nephelines cluster around the Buerger composition, corresponding thus to a possible submagmatic recrystallization at 500ºC, or lower. The K- feldspars are perthitic orthoclase in the majority of rocks of the complex with the exception of malignites, feldspar-melanite ijolites and melanite-nepheline syenites, where they are probably microcline, and of phonolites, where they are sanidine. The K-feldspars usually have a strongly potassic composition (Or > 85%) , but in the nepheline syenites II, they show a large variation in the Ab content, with values of Or between 94,4 and 58,6%. Intergrowths between K-feldspar and nepheline are peculiar to the nepheline syenites I and have crystallized from a magmatic residue enriched in Na and K. Their compositions are similar to those of earlier formed individual K-feldspar and nepheline crystals. Pyroxene composition changes according to rock types; soda-augites are dominant in phlogopite melteigites, melanite-nepheline syenites and feldspar-melanite ijolites; aegirine-augites prevail in nepheline syenites I, nepheline syenites II, phonolites and some malignites; and aegirine-augites, together with aegirines, are found in some nepheline syenites II. Micas crystallized late and show large variations in their Mg/Fe ratios. Biotite is more common than phlogopite. Melanites formed principally by reaction between pyroxenes and titanite; to a lesser extent, they were derived from residual solutions or are primary. Independent of their origin, they are essentially calcic-ferric varieties with andradite as a basic molecular component. This study suggests that the rocks of the alkaline complex of Banhadão were formed during successive intrusions of two different magmas types. A nephelinitic magma may have diferentiated to form nepheline syenites and phonolites. A ferromagnesian magma enriched in alkalies may have been responsible for the formation of phlogopite melteigites and related rocks. Both magmas were probably primary alkaline magmas directly derived by melting of rocks of the lower crust or the upper mantle.
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