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O presente trabalho investiga a relação entre a geoquímica de rocha total e a composição dos isótopos estáveis de carbonatitos pertencentes aos complexos alcalino-carbonatíticos de Tapira, Araxá, Salitre, Serra Negra, Catalão I e Catalão II da Província Ígneado Alto Paranaiba (APIP) e do Complexo Jacupiranga, da Província Grossa Ponta. Os complexos do Alto Paranaíba são ultrapotássicos, compreendendo bebedouritos, foscoritos, nelsonitos e carbonatitos, enquanto Jacupiranga é um complexo composto por rochas sódicas da série ijolítica, sienitos, carbonatitos e gabros alcalinos. Os dados geoquímicos, aliados a condições mineralógicas, nos permitiram classificar os carbonatitos em 5 grupos, e elaborar um índice químico (BaO/(BaO+SrO)) para avaliar a evolução magmática dos carbonatitos estudados. Os carbonatitos APIP evoluem de calciocarbonatitos ricos em apatita em direção a magnesiocarbonatitos ricos em Ba, Sr e elementos terra raras (ETR). Essa evolução é impulsionada principalmente por fracionamento de apatita, flogopita, dolomita e calcita, e enriquecimento em monazita, norsethita e estroncianita. Dados de isótopos estáveis mostram uma grande diversidade de processos petrogenéticos presentes no Alto Paranaíba, relativamente ao Complexo Jacupiranga, que é interpretado como um resultado dos níveis de intrusão mais rasas dos complexos APIP. Tal colocação, à baixa pressão litostática, permitiu uma interação complexa entre cristalização fracionada, imiscibilidade de líquidos, desgaseificação e interação com sistemas hidrotermais e carbohidrotermais. The present work investigates the relationship between whole-rock geochemistry and stable isotope composition from carbonatites belonging to the Tapira, Araxá, Salitre, Serra Negra, Catalão I, and Catalão II alkaline-carbonatite complexes of the Alto Paranaiba Igneous Province (APIP), central Brazil and from the Jacupiranga Complex, of the Ponta Grossa Province, southeast Brazil. The APIP complexes are ultrapotassic, comprising bebedourites, phoscorites, nelsonites, and carbonatites, whereas Jacupiranga is a sodic complex composed of ijolite-series rocks, syenites, carbonatites, and alkaline gabbros. The geochemistry data allied to mineralogical constraints allowed us to classify the carbonatites into five groups, and to devise a chemical index (BaO/(BaO+SrO)) to gauge the magmatic evolution of the studied carbonatites.The APIP carbonatites evolve from apatite-rich calciocarbonatites toward Ba-, Sr-, and rare earth element (REE)-rich magnesiocarbonatites. This evolution is mostly driven by apatite, phlogopite, dolomite, and calcite fractionation and consequent enrichment in monazite, norsethite, and strontianite. Stable isotope data show a wide diversity of petrogenetic processes in play at the APIP, relatively to the Jacupiranga Complex, which is interpreted as a result of the shallower intrusion levels of the APIP complexes. Such shallower emplacement, at low lithostatic pressure, allowed for a complex interplay of fractional crystallization, liquid immiscibility, degassing, and interaction with hydrothermal and carbohydrothermal systems.

O presente estudo investiga a concentração de carste em uma zona de charneira de anticlinal e abaixo de uma discordância regional subaérea. O principal objetivo do estudo é compreender os controles geológicos da distribuição da porosidade e permeabilidade nas rochas carbonáticas fraturadas e carstificadas da Formação Jandaíra, Bacia Potiguar, Brasil. A área de estudo encontra-se em um vale cárstico formado pelo colapso de galerias e paredes de cavernas. A base de dados integra imagens de satélite e VANT, modelo digital do terreno, dados sísmicos 2D, dados de poços exploratórios, dados de campo e de laboratório (mineralogia, geoquímica, petrologia, petrofísica). Através da análise regional e local dos dados geológico e geofísicos, foi mapeado um anticlinal (10 km de largura e 20 km de comprimento) com eixo de direção NE-SW, caimento de charneira para NE e concordante com a drenagem atual do Rio ApodiMossoró. Esta estrutura é compatível com o campo de tensões atual (regime transcorrente com compressão NW-SE e distensão NE-SW). Os resultados indicam que a densidade de fraturas e da carstificação aumentam na zona de charneira da dobra, com o desenvolvimento de corredores de fraturas singenéticos à dobra e paralelos ao seu eixo. Esses corredores de fraturas estão dissolvidos e alargados, favorecendo o aumento da porosidade e da permeabilidade vertical do reservatório. Fora da área dobrada, o efeito da carstificação é superficial. Além disso, sistemas de cavernas e condutos estão concentradas abaixo de uma discordância subaérea, formadas por dissolução epigenética. A sequência sedimentar abaixo da discordância é composta por depósitos de perimaré, enquanto a sequência acima consiste em depósitos de submaré. As feições cársticas associadas à discordância subaérea formam uma zona de alta permeabilidade de extensão regional. Ambas as sequências são reconhecidas em toda a bacia. O presente estudo indica que a superposição de eventos de exposição subaérea, fraturamento e dinâmica hidrológica são elementos-chaves que influenciam a carstificação epigênica das rochas carbonáticas. Eventos de exposição subaérea controlam o zoneamento lateral do reservatório, enquanto as falhas e fraturas concentram a porosidade nas zonas hidrológicas vadosa / freáticas. Este estudo apresenta ainda uma abordagem multidisciplinar e multiescalar para analisar a carstificação em rochas carbonáticas. Ele contribui para a previsão da ocorrência, distribuição e concentração de feições cársticas em unidades carbonáticas e o aumento na permeabilidade e porosidade em reservatórios carbonáticos. Predicting sub-seismic structures in carbonate reservoirs is a technological gap for reservoir models and new exploration targets. This study aims to understand the geological controls on the permeability-porosity distribution in fractured and karstified carbonates rocks of the Jandaíra Formation, Potiguar Basin, Brazil. The present study investigates the concentration of karst in an anticlinal hinge zone and below a subaerial unconformity. This study area lies in a karstic valley formed by collapse of galleries and cave walls. The methodology integrates satellite and UAV imagery, digital terrain model, 2D seismic data, exploratory well logs, field, and laboratory (mineralogy, geochemistry, petrology, petrophysics) data. A regional-scale fold with a NE-SW-oriented axis plunging to NE occurs in the area. It is parallel to the current drainage of the Apodi-Mossoró River and consistent with an NW-SE-oriented compression in a strike-slip stress field. Our findings indicate that fracture intensity is higher in fold limbs, forming a high-permeability roughly vertical high-permeability corridor. Far from the fold limb, the karst features are mainly at the surface. In addition, caves systems and conduits are concentrated below subaerial unconformities, which was formed by superposed epigenetic dissolution. The sedimentary sequence below the unconformity is composed of dolomitic peritidal deposits, whereas the sequence above the unconformity consists of tight-cemented calcite subtidal deposits. The karst features associated with the unconformity form a highpermeability zone of regional extent. Both sequences are recognized across the basin. The present study show that superposed rock exposure, fracturing, and hydrological dynamics are key elements that influence epigenic karstification of carbonate reservoirs. They control the lateral reservoir zonation, whereas faults and fractures concentrate porosity within the vadose/phreatic hydrological zones. This study presents a multidisciplinary and multiscale approach to analyze the karstification in carbonate rocks. It contributes to predicting the occurrence, distribution, and concentration of karst features in carbonate units and the consequent increase in permeability-porosity in carbonate reservoirs.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2021. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Depósitos siliciclásticos do Mioceno Médio denominados litoestratigraficamente como Formação Barreiras são amplamente distribuídos em bacias sedimentares e plataformas estruturais ao longo da margem equatorial brasileira. Nesta época, a região Amazônica testemunhou a implementação maior sistema fluvial planetário, o Rio Amazonas. Esta concomitância levou alguns autores a relacionar este expressivo aporte sedimentar a progradação do sistema Barreiras. Análises isotópicas indicam que os sedimentos transportados pelo rio Amazonas são originados de processos de erosão e dissolução de rochas andinas, com uma menor contribuição de escudos cratônicos. Esta dissertação investiga a proveniência dos depósitos da Formação Barreiras na borda leste da Bacia do Marajó e na Plataforma Bragantina, nordeste do estado do Pará, através da análise da composição isotópica de Sr-Sm-Nd em rocha total e idades U-Pb em zircão detrítico. Os resultados mostram que a assinatura isotópica Sr- Sm-Nd dos depósitos da Formação Barreiras na costa da Amazônia Oriental descarta qualquer similaridade geoquímica com as partículas em suspensão transportadas pelo Rio Amazonas e seus tributários. Além disso, valores de eNd(0)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2020. Fluidos ricos em sílica hidrotermal são capazes de modificar as rochas carbonáticas e exercer importante papel durante a carstificação. A gruta Cristal, hospedada em carbonatos da Formação Caboclo, do cráton São Francisco, permite identificar os controles estabelecidos pelas diferentes fácies sedimentares sobre a migração destes fluidos e sua influência para o desenvolvimento do carste. O levantamento estratigráfico apontou que esses carbonatos são constituídos por (1) grainstones oolíticos, (2) grainstones e rudstones oncolíticos, (3) heterolitos, (4) margas, (5) estromatólitos, (6) grainstones e rudstones oncolítico-intraclásticos e (7) brechas hidráulicas. Essas unidades são silicificadas em variadas intensidades e análises de QEMSCAN e EDS apontam uma paragênese hidrotermal constituída por quartzo, calcedônea, K-feldspato, barita, hialofana (feldspato de bário), talco e clorita. As margas da Unidade 4 representam uma superfície de inundação máxima (SIM) e permitem dividir a sucessão sedimentar em um intervalo basal e outro superior. Elas atuaram como um selo, confinando a silicificação e a carstificação no intervalo inferior. Dentro do intervalo basal, as rochas das unidades 1, 2 e 3 apresentam variados graus de silicificação, onde os grainstones oolíticos (Unidade 1) canalizaram os fluidos hidrotermais e apresentam elevados valores de silicificação. Dados isotópicos nos veios carbonáticos não mostraram fracionamento isotópico de δ13C e δ18O em relação as rochas encaixantes, que exibem valores de δ13C variando de -3.3 a -0.5‰ e δ18O entre -10 a -7.5‰. Conclui-se que o arcabouço estratigráfico pode controlar a distribuição vertical de fluidos hidrotermais e a formação de condutos horizontais. A gruta Cristal é um análogo para reservatórios carbonáticos silicificados, contribuindo para o entendimento dos controles estratigráficos e faciológicos sobre a silicificação hidrotermal. Si-rich hydrothermal fluids are able to modify carbonate rocks and play an important role during karstification. The Cristal cave, hosted in carbonates of the Caboclo Formation, of the São Francisco craton, allows to identify the role of different sedimentary facies and stratigraphy for fluid migration and its influence on karst development. The stratigraphic description pointed out that these carbonates are made up of (1) oolitic grainstones, (2) oncolitic grainstones and rudstones, (3) heteroliths, (4) marl, (5) stromatolites, (6) oncolitic-intraclastic grainstones and rudstones and ( 7) hydraulic breccias. These units are silicified at variable intensities and QEMSCAN and EDS analyzes indicate a hydrothermal paragenesis composed by quartz, chalcedony, K-feldspar, barite, hyalophane (barium feldspar), talc and chlorite. The marls from Unit 4 represent a maximum flood surface (MFS) and allow to divide the sedimentary succession into a basal interval and an upper one. They acted as a seal, confining silicification and karstification in the lower interval. Within the basal interval, the rocks of units 1, 2 and 3 present variable degrees of silicification, where oolitic grainstones (Unit 1) channelized hydrothermal fluids and thus, show high levels of silicification. Isotopic data in the carbonate veins do not show any isotopic fractionation of δ13C and δ18O in relation to host rocks, that exhibit δ13C values ranging from -3.3 to -0.5 ‰ and δ18O between -10 to -7.5 ‰. It is concluded that the stratigraphic framework can control the vertical distribution of hydrothermal fluids and the formation of horizontal conduits. The Cristal cave is an analog for silicified carbonates reservoirs, contributing for the understanding of stratigraphic and faciologic controls on hydrothermal silicification.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2020. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Neste trabalho são apresentados dados de faciologia, petrografia e geoquímica isotópica obtidos em carbonatos Neoproterozoicos da Formação Salitre em afloramento localizado no povoado Achado, localizado 5 km a leste da cidade de Irecê, Bahia. O objetivo principal foi verificar a relação entre as litofácies e a migração de fluidos utilizando dados de δ13C, δ18O e 87Sr/86Sr dos carbonatos. O levantamento faciológico se deu em uma seção de exposição contínua, com níveis faciológicos bem preservados, resultando na confecção de uma coluna estratigráfica com espessura de 345 metros. As fácies identificadas foram agrupadas em três associações de fácies distribuídas em um sistema de rampa carbonática: rampa carbonática interna dominada por maré e microbialitos (FA1); rampa carbonática interna dominada por ondas (FA2); e, rampa carbonática média dominada por ondas de tempestade (FA3). Apesar da boa preservação das estruturas sedimentares, toda a sequência apresenta feições de deformação, tais como: brechas hidráulicas, veios, fraturas e falhas. Com base na litologia, nas feições sedimentares e nas variações isotópicas, a coluna foi dividida em três seções, a saber: 1) Basal; 2) Intermediária; e, 3) Superior. A seção inferior é caracterizada por calcários com valores de δ13C entre -0.46‰ e +3.17‰ que reflete deposição quando da conexão da bacia com oceanos Neoproterozoicos. As seções média e superior são caracterizadas por dolomitos e apresentam valores de δ13C variando de -3.41‰ a +13.69‰ representando deposição em bacia restrita. A evolução diagenética da sucessão é caracterizada por seis estágios diagenéticos distintos, sendo eles: diagênese marinha, autigênese, reflux, meteórica, soterramento e hidrotermal. As condições paleoambientais e diagenéticas foram fundamentais para o estabelecimento do fluxo de fluidos na sucessão estudada. Os dolomitos da seção média e superior são caracterizados por grandes ocorrências de veios, sugerindo um controle litológico sobre a distribuição de fraturas e falhas - tais estruturas foram os principais condutos para a migração de fluidos, que tiveram espalhamento lateral devido ao controle faciológico. Nos dolomitos, dois grupos de veios foram identificados e que representam diferentes fontes de fluidos. O primeiro é caracterizado por apresentar valores muito negativos de δ13C (entre -8.99‰ e +0.61‰) e δ18O (-4.24‰ a -9.29‰) e valores radiogênicos de 87Sr/86Sr (variando de 0.71056 a 0.73854), representando fluidos hidrotermais externos. O segundo grupo foi formado em sistema fechado como resultado da interação fluido-rocha devido aos mecanismos de dissolução por pressão - os valores semelhantes de δ13C e δ18O para os veios e a rocha encaixante suportam tal interpretação. O estudo multidisciplinar envolvendo a análise de fácies, diagênese e geoquímica isotópica permitiu identificar as prováveis fontes de fluidos que percolaram a bacia, bem como a assinatura isotópica que esses fluidos deixam ao interagir com a rocha encaixante. A identificação de zonas de percolação de fluidos em reservatórios carbonáticos é de extrema importância, uma vez que estes podem causar modificações na qualidade dos reservatórios, principalmente em relação à porosidade e permeabilidade. In this work, we show our new data, including facies analysis, petrography and isotope geochemistry obtained in Neoproterozoic carbonates of the Salitre Formation, in an outcrop located in the Achado village, 5 km east of the city of Irecê, Bahia. The main objective was to verify the relationship between lithofacies and fluid-rock migration using δ 13C and δ 18O carbonate data. Facies analysis was carried out in a section of continuous exposure, with well- preserved facies layers, resulting in a stratigraphic column with 345m. The facies identified were grouped into three facies associations, distributed on a carbonate ramp system: (FA1) inner carbonate ramp dominated by tidal process and microbialites, (FA2) inner carbonate ramp dominated by waves and (FA3) mid carbonate ramp dominated by storm waves. Despite well- preserved sedimentary structures, the entire sequence presents deformation features, such as veins, fractures and faults. Based on lithology, sedimentary features and isotope variations, the column was divided into three sections, namely: 1) lower; 2) middle; and 3) upper. The lower section is characterized by limestones, where δ 13C ranges from -0.46‰ to +3.17, which reflects deposition when the basin was connected to the Neoproterozoic open ocean. The middle and upper sections are characterized by dolostones, and have δ 13C values ranging from -3.41‰ to +13.69‰, representing deposition in a restricted basin. The diagenetic evolution of the succession is characterized by six distinct diagenetic stages: marine, authigenic, reflux, meteoric, burial and hydrothermal. The paleoenvironmental and diagenetic conditions were fundamental to establish the fluid flow in the studied carbonate succession. The dolostones of the middle and upper sections are characterized by frequent occurrences of veins, which suggests a lithological control of the distribution of fractures and faults. Such structures were the main conduits for fluid migration, which presented lateral spread due to facies control. In the dolostones, two groups of veins were identified which represent different sources of fluids. The first one is characterized by very negative δ13C (ranging from -8.99‰ to +0.61‰) and δ18O (ranging from - 4.24 ‰ to -9.29‰) values, and radiogenic 87Sr/86Sr values (ranging from 0.71056 to 0.73854), representing external hydrothermal fluids. The other group was formed in a closed system as a result of the fluid-rock interaction through a pressure-solution mechanism. Similar δ13C and δ18O values for veins and host rock support this interpretation. The multidisciplinary study involving facies analysis, diagenesis and isotope geochemistry allowed for the identification of the probable sources of fluids that percolated the basin, as well as of the isotopic changes in the host rock due to fluid-rock interaction. The identification of fluid flow zones in carbonate reservoirs is extremely important, since such fluids may cause changes in the quality of the reservoirs, especially in relation to porosity and permeability.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2015. A Província Ígnea do Alto Paranaíba (APIP), resultado de intenso magmatismo alcalino que gerou corpos intrusivos e extrusivos de afinidade kamafugítica, é uma das maiores províncias ultramáficas-ultrapotássicas mundiais. Os complexos carbonatíticos presentes na APIP são intrusões multifásicas formadas por rochas das séries bebedourítica, carbonatítica e foscorítica. Esta tese aborda a composição isotópica de carbonatos e sulfetos presentes em carbonatitos da província e inclui, além das análises isotópicas, a obtenção de novos dados petrográficos, imagens de microscopia eletrônica, análises de química mineral e geoquímica de rocha total. No trabalho investiga-se a relação entre a geoquímica de rocha total e composição de isótopos estáveis de carbonatitos pertencentes aos complexos Tapira, Araxá, Salitre, Serra Negra, Catalão I e Catalão II da APIP e, para efeito de comparação, do Complexo Jacupiranga (afiliação sódica), na província Grossa Ponta. Os dados de litogeoquímica aliados a critérios mineralógicos permitiram classificar os carbonatitos em cinco grupos (C1 a C5) e definir um índice de evolução (BaO/(BaO+SrO)) para rochas carbonatíticas. Os carbonatitos evoluem de calciocarbonatitos enriquecidos em apatita para magnesiocarbonatitos enriquecidos em Ba, Sr e REE. Esta evolução é marcada principalmente pelo fracionamento de apatita, flogopita, dolomita, calcita e enriquecimento em monazita, norsethita, e estroncianita. Os dados de isótopos estáveis registram uma ampla variação nos complexos da APIP, em comparação com Jacupiranga, tendo em vista que as intrusões da APIP se estabeleceram em níveis mais rasos, permitindo a atuação de uma diversidade muito maior de processos petrogenéticos, incluindo cristalização fracionada, imiscibilidade de líquidos, desgaseificação e interação com sistemas hidrotermais e carbohidrotermais. Uma diversidade de carbonatos foi encontrada na provincia incluindo, além de calcita e dolomita (os dois carbonatos mais comuns), estroncianita, olekminskita, burbankita, ancylita, norsethita, baritocalcita, basnaesita, parisita e benstonita. Calciocarbonatitos e magnesiocarbonatitos pouco evoluídos são tipicamente compostos de calcita e dolomita de alta temperatura, com exsoluções de burbankita, olekminskita e ancylita, e com microinclusões de nyerereita e gregoryita/zemkorita tipos de carbonato descritos pela primeira vez na Província. Carbonatitos intermediários apresentam estrontianita, norsethita e baritocalcita como fases liquidus, além de calcita e dolomita. Carbonatitos tardios podem apresentar, além desses, carbonatos de terras raras (ancylita, bastnaesita e parisita). Estudos texturais, mineralógicos e de composição ajudaram a entender processos como evolução magmática por cristalização fracionada, desgaseificação e processos fluidos tardios. The Alto Parnaíba Igneous Province (APIP) results from an intense alkaline magmatism that generated intrusive and extrusive bodies of kamafugitic affinity, and it is one of the largest ultramaficultrapotassic provinces in the world. Carbonatite complexes present in the APIP are multiphase intrusions formed by rocks derived from the bebedourite, carbonatite and foscorite series. This thesis discusses the APIP carbonatites on the basis of the stable isotope composition of their carbonates and sulphides, petrographic data, high-resolution electron images, mineral chemistry and whole rock geochemistry. The relationship between whole rock geochemistry and stable isotope composition of carbonatites belonging to the Tapira, Araxá, Salitre, Serra Negra, Catalão I and Catalão II complexes of APIP is investigated, and compared with the Jacupiranga Complex, an example of sodic complex from the Ponta Grossa Province. The geochemical and mineralogical criteria were used to divide the carbonatites into five groups (C1 to C5), and to propose a chemical index (BaO/(BaO+SrO) to gauge the evolution of the carbonatite carbonatite magma. The APIP carbonatites evolve from apatite-rich calciocarbonatite to magnesiocarbonatite enriched in Ba, Sr and REE, mostly as a result of the fractionation of apatite, phlogopite, dolomite, calcite and enrichment in monazite, norsethite, strontianite. Data from stable isotopes record a wide variety of evolution processes in the APIP magmas, fractional crystallization, such as liquid immiscibility, degassing and interaction with hydrothermal and carbohydrothermal systems, resulting from their emplacement at shallower depths than Jacupiranga. A variety of carbonates is reported from the APIP carbonatites in addition to the essential calcite and dolomite, including strontianite, olekminskite, burbankite, ancylite, norsethite, barytocalcite, basnaesite, parisite and benstonite. Early-stage calciocarbonatites and magnesiocarbonatites are typically composed of high temperature calcite and dolomite which contain exsolutions of burbankite, olekminskite and ancylite, as well as microinclusions of nyerereite and gregoryite/zemkorite a type of carbonate identified for the first time in the Province. Intermediate carbonatites have strontianite, norsethite and barytocalcite as liquidus phases, in addition to calcite and dolomite. In late-stage carbonatites REE carbonates (ancylite, bastnaesite and parisite) also crystallize as liquidus phases. Textural, mineralogical and compositional evidence helped to understand processes such as magma evolution by fractional crystallization, degassing processes and interaction with late-stage fluids in the studied complexes.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2013. A mina de Zn de Vazante, localizada na cidade homônima, no NW de Minas Gerais, é considerada o maior depósito de minério willemítico do mundo com recursos totais estimados em 60Mton@20%Zn. Neste trabalho são apresentadas e detalhadas as características faciológicas do pacote carbonático que hospeda o depósito de Zinco Silicatado de Vazante, agrupando-as em associações de facies e correlacionando-as aos membros da coluna litoestratigráfica proposta por Dardenne (2000). O reconhecimento das condições ambientais originais é importante no entendimento das características físico-químicas da rocha hospedeira e aquíferos associados. Estas rochas interagem com o fluido hidrotermal permitindo a neutralização do fluido mineralizante principalmente pela alteração nas condições redox, mudança no pH, temperatura e/ou salinidade, presença de enxofre e disponibilidade de metais em solução. As facies sedimentares identificadas foram agrupadas em 6 associações de facies (AF1, AF2, A3, AF4, AF5 e AF6) que permitiram a reconstrução paleoambiental da sucessão carbonática. A análise faciológica aliada às interpretações das curvas quimioestratigráficas de δ13C e δ18O, permitiram definir quatro estágios evolutivos da bacia carbonática que hospeda a mina de zinco de Vazante: Estágio A – siltitos e folhelhos de plataforma marinha rasa; Estádio B - rampa carbonática com desenvolvimento de planície de maré com ambiente sabhka; Estádio C – superfície de inundação regional e Estágio D – plataforma carbonática com barreira (rimmed shelf). Este trabalho sugere que as condições necessárias para neutralizar o fluido mineralizante são encontradas em rochas formadas em ambiente sabkha identificadas na associação de fácies AF4, correspondente ao Membro Pamplona Inferior. O nível pelitico que separa as associações AF4 e AF5 é caracterizado pela discordância erosiva que pode ser um importante marco estratigráfico que divide os carbonatos do Grupo Vazante em duas bacias com estágios evolutivos distintos: a) bacia inferior desenvolvida em rampa carbonática com valores de δ13C francamente positivos e b) bacia superior, composta por carbonatos de plataforma carbonática com barreira, onde predominam valores de δ13C com pico de até -4,12‰. Em todo o Grupo Vazante, desde Coromandel até Unaí, passando pela região de Paracatu, não foram identificadas rochas em afloramentos ou furos de sondagem que permitam correlação com a associação de fácies típicas de sabkha como as descritas na AF4. Este é um ponto relevante que deve ser levado em consideração na interpretação das condições necessárias para formação do depósito de Zn silicatado ao invés de Zinco sulfetado. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT The Vazante Zinc mine is located in the NW of Minas Gerais State, Brazil. It is considered to be the largest willemitic ore deposit in the world and its total resources are estimated to 60Mton @ 20% Zn. This work presents and details the characteristics of carbonate package that hosts the Vazante zinc deposit, grouping them into associations of facies and correlating them within the lithostratigraphic column proposed by Dardenne (2000). The recognition of the original environmental conditions is important in understanding the physico-chemical characteristics of the host rock and associated aquifers. These rocks interact with the hydrothermal fluid allowing the neutralization of the mineralizing fluid mainly by change in the redox conditions, change in pH, temperature and / or salinity, the presence of sulfur and availability of metals in solution. The sedimentary facies identified were grouped into six facies associations (AF1, AF2, A3, AF4, AF5 and AF6) that allowed the paleoenvironmental reconstruction of the carbonate succession. The facies analysis integrated with chemiostratigraphic studies using δ13C and δ18O led to the interpretation of four stages in the evolution of the carbonate basin, with hosts the zinc silicate mine: Stage A – shales of marine plataform; Stage B – carbonate ramp with tidal flat in a sabkha environment; Stage C – regional flood surface and Stage D – rimmed shelf. This work suggests that the necessary conditions to neutralize the mineralizing fluid are found in rocks formed in a Sabkha environment (association AF4), corresponding to the Lower Member Pamplona. The pelitic level that separates associations AF4 and AF5 is characterized by erosive discordance and can be an important stratigraphic marker that divides the carbonate of Vazante Group into two basins with different evolutionary stages: a) lower basin developed in carbonate ramp with values of δ13C frankly positive and b) upper basin, composed of carbonate platform carbonates with barrier, where the predominant values of δ13C with peak to -4.12 ‰. Across Vazante Group, from Coromandel to Unai, passing through the area of Paracatu, no rocks were identified in outcrops or boreholes that allow correlation with Sabkha environment as described in AF4. This is an important finding that should be taken into account while interpreting the necessary conditions for the formation of zinc silicate tank instead of zinc sulfide.

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A total of 46 samples were taken every 0.50 m along a 15-m high stratigraphic section that was divided in three main levels. The lower level consists of pure carbonate rocks with calcite and quartz (high content of CaO), followed by a middle level of shale formed by kaolinite, illite/muscovite, pyrite, ankerite and dolomite with the highest concentrations of SiO, MgO, AlO, FeO, KO, trace 223232 elements (Sc, V, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Zr, Nb, Mo, Cs, Hf, Pb, Th) and rare earth elements among the levels. Finally, the upper level corresponds to a limestone and consists of calcite and dolomite intercalated by kaolinitic material. In these three levels were identified eight facies and 21 microfacies. The microfaciology characterization allowed us to group them into three facies associations, which are representative of lagoon (AF1), bioclastic bank (AF2) and shallow marine (AF3) environments. Furthermore, the integration of microfaciology and carbon and oxygen isotopic data led us to identify the presence of diagenetic meteoric fluids and B- and C-types dolomites. The lagoon environment comprises shales, dolomites and fossiliferous mudstones foraminifera, echinoderms, brachiopods, gastropods, pelecypods, ostracods, bryozoans and peloids. Based on this association and the carbon and oxygen isotopic signatures we may suggest the existence of an effective connection with a marine environment. The bioclastic bank, which the transition from the lagoon environment is marked by the presence of ooids, is characterized by bioclastic fragments and disjointed shell suggesting an intertidal environment. The marine environment in the subtidal conditions is marked by large amounts of bioclastic fragments and almost lack of lime mud. These conditions are consistent with a depositional model of shallow carbonate ramp developed in a hot and humid environment O registro sedimentar do Grupo Tapaj??s na Bacia do Amazonas corresponde a rochas de grande interesse econ??mico, tanto na constru????o civil como na ??rea do petr??leo. Em particular as rochas carbon??ticas, na constru????o civil s??o exploradas para a fabrica????o de cimento, e em termos petrol??feros, despertam interesse quanto ao entendimento do comportamento como rochas armazenadoras e selantes de hidrocarbonetos. Aqui foi abordado particularmente ??s ocorr??ncias encontradas na borda norte da Bacia do Amazonas, no rio Jatap??, mun??cipio de Urucar?? no estado do Amazonas, onde a explora????o do calc??rio pelo Grupo Jo??o Santos permitiu a exposi????o de uma bel??ssima sucess??o sedimentar a qual foi alvo desse estudo. Foram realizados estudos petrogr??ficos, mineral??gicos, faciol??gicos, qu??micos e isot??picos com o objetivo de compreender a hist??ria geol??gica dessas rochas. Foram coletadas amostras espa??adas a cada 0,50 m ao longo de um perfil litoestratigr??fico com 15 metros de altura resultando em 46 amostras divididas em tr??s n??veis. O n??vel inferior formado por carbonato puro com calcita e quartzo (elevado conte??do de CaO), seguido pelo n??vel m??dio constitu??do de folhelho com caulinita, illita/muscovita, pirita, ankerita e dolomito com concentra????es mais altas de SiO, MgO, AlO, FeO, KO, elementos tra??os (Sc, V, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Zr, 223232 Nb, Mo, Cs, Hf, Pb, Th) e terras raras. Finalmente, o n??vel superior que corresponde a calc??rio constitu??do por calcita e dolomita com intercala????es de material caulin??tico, possui as concentra????es m??dias em todos os elementos analisados. Nesses tr??s n??veis foram identificadas 8 f??cies, que foram refinadas por an??lise petrogr??fica, sendo individualizadas 21 microf??cies. Com a integra????o dos dados de microf??cies e isot??picos de carbono e oxig??nio, foi identificada a presen??a de flu??dos diagen??ticos de origem mete??rica assim como a caracteriza????o de dolomitas do tipo B e C. As microf??cies permitiram o agrupamento em tr??s associa????es de f??cies caracter??sticas de ambientes lagunar (AF1), banco biocl??stico (AF2) e marinho raso (AF3). O registro lagunar ?? composto de folhelhos, dolomitos e mudstones com uma assembl??ia fossil??fera constitu??da por foramin??feros, equinodermas, braqui??podes, gastr??podes, pelec??podes, ostracodes, briozo??rios e pel??ides. Com base nessa associa????o e com dados isot??picos de carbono e oxig??nio constatou-se a presen??a de uma conex??o marinha nesse ambiente. O banco biocl??stico, cuja transi????o com o ambiente lagunar ?? marcada por o??ides, ?? caracterizado por fragmentos de bioclastos e conchas desarticuladas indicando ambiente de intermar??. O ambiente marinho em condi????es de inframar?? ?? marcado pela maior fragmenta????o dos bioclastos e praticamente aus??ncia de lama carbon??tica. Essas condi????es s??o compat??veis com modelo deposicional de plataforma rasa do tipo rampa carbon??tica em condi????es de clima quente e h??mido.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2011. A região de Fazenda Fagundes, norte do município de Paracatu, MG, é detentora de importante depósito de zinco sulfetado, do tipo Mississippi Valley Type e, por isto, parte integrante do distrito zincífero “Vazante-Paracatu”, o maior do gênero no Brasil. Geologicamente é representada por litotipos das formações Morro do Calcário e Lapa, Grupo Vazante, Neoproterozóico. A estratigrafia definida para o referido Grupo data do final da década de 90 e fora então baseada na geologia aflorante mais ao sul, nas circunvizinhanças do município de Vazante. Entre esta região e àquela focada nesta dissertação há significativas diferenças litoestratigráficas, contudo existem poucos trabalhos que versem sobre esta temática. O presente estudo almeja preencher parte desta lacuna, sobretudo no que tange à pesquisa sedimentológica e estratigráfica, em escala de detalhe. Adicionalmente, métodos isotópico de Sm-Nd e de litogeoquímica são utilizados a fim de inferir sobre a proveniência dos sedimentos da Formação Lapa. Para delinear o arcabouço estratigráfico local utilizam-se descrição de fácies, associações entre elas, estudo do padrão de empilhamento e análises sob a ótica de Estratigrafia de Sequências. O resultado indica a existência de dois sistemas deposicionais: a) Carbonático, com associações de fácies de talude e sopé de bacia e padrão de empilhamento progradacional e b) Turbidítico,representado por associação de fácies de caráter retrogradacional. Entre eles é indicado um limite de sequências inferido a partir da mudança no padrão deposicional e contato abrupto entre as fácies. Os dados de Sm-Nd analisados resultam em valores de εNd (t) negativos com idade modelo (TDM) variando de 1,41 a 1,84 Ga. Estes resultados estão em consonância com o que há disposto na literatura. São interpretados como resposta à mistura de fontes e indicam a participação de material com proveniência de arco magmático juvenil. A análise da ambiência tectônica a partir de ETRs e elementos traços plotados em diagramas discriminantes específicos também favorece esta hipótese. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT The Fazenda Fagundes region, north of Paracatu, MG, holds important deposits of zinc sulfide, Mississippi Valley Type, and is a part of the zinciferous district "Vazante-Paracatu", the largest of its kind in Brazil . Geologically the rock types are represented by of formations Morro do Calcário and Lapa, Vazante Group, Neoproterozoic. The stratigraphy defined for that group dates from the late 90's and was based in rock outcropping further south, on or around the city of Vazante. Significant lithostratigraphic differences exist between this region and those, focused in this dissertation, however, there are few studies that deal with this issue. The present study aims to fill part of this gap, especially in relation to the sedimentological and stratigraphic study on a scale of detail. Additionally, methods of Sm-Nd isotopic and lithogeochemistry are used to infer the origin of the Lapa Formation sediments. To delineate the local stratigraphic framework are used description of facies, associations between them, stacking pattern study and sequence stratigraphy analysis. The result indicates the existence of two depositional systems: a) carbonate, with facies associations of the foot of the slope and basin with progradational stacking pattern and b) turbidites, represented by retrogradational facies association character. Among them the limit of sequences is inferred from the change in the stacking pattern and sharp contacts between depositional facies. The data from Sm-Nd analysis yielded εNd (t) negative values and TDM model ages ranging from 1.41 to 1.84 Ga. These results are consistent with the literature and are interpreted as a response to the mix of sources indicating the participation of material with juvenile magmatic arc provenance. The analysis of tectonic ambience from ETRs and trace elements plotted on specific diagrams also favors this hypothesis.