Abstract The Itabira Iron District, located at the northeastern end of the Iron Quadrangle, still presents some uncertainties regarding the tectonic origin of its macrostructure. The Itabira synclinorium is characterized by a large synformal structure in the NE-SW direction, with anticlines and synclines distributed "en echelon". The analysis of the relationship between the primary structures and the plane-axial schistosity, linear and planar structures, allowed the development of a three-dimensional model for the region. The increase in deformation from E to W, observed from the Cauê mine to the Conceição mine, and the rotation of the axes of the macrostructural folds, characterized by the Cauê, Dois Córregos, and Conceição synclines, are explained in this study by a model with six deformation phases. The increase in shortening from the Cauê mine towards the Conceição mine can be explained based on the flanking fold model. The application of this mechanism to explain kilometric-scale folding has been presented for the eastern flank of the Santa Rita Syncline in the Iron Quadrangle.

ABSTRACT The aim of this study is to present analog models of flanking structures and to analyze the Fábrica Nova synform, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, from a geometric point of view. We set up seven models using a linear viscous silicone and produced flanking structures with a shear velocity of 2 cm h-1. At different initial orientations with respect to the shear zone boundary, a rigid cross-cutting element with lubricated boundaries was deformed via sinistral bulk flow at a shear strain of γ = 1.28. The most interesting features of our experiments are the geometries of the different marker lines, which are heterogeneous and resulted from thickening and thinning of the silicone at the cross-cutting element terminations. To compare our analog models and the Fábrica Nova synform, we analyzed the outermost marker line of the analog models and the top surface of the Cauê Formation in the Paleoproterozoic metasediments. The best comparisons between the experiments and the natural example were obtained by our CIS90 model in terms of the flexure shape near the cross-cutting element and the cross-cutting element orientation. Thus, we suggest that the cross-cutting elements in both situations act as obstacles and consequently produce local perturbations in laminar flow.

ResumoO presente trabalho se concentra na aba leste do sinclinal Santa Rita, (Dorr 1969), a partir da região conhecida como Fábrica Nova. Importantes depósitos de minérios de ferro estão localizados nos flancos dessa estrutura, como os de Timbopeba, Alegria, São Luiz, Tamanduá, Almas e Fábrica Nova. Esse sinclinal é uma dobra de escala sub-regional de direção axial N-S com raízes no embasamento adjacente do Complexo Santa Bárbara e seccionada pela falha de Água Quente. A investigação propõe a hipótese de que o arcabouço estrutural da região é resultante da superposição de pelo menos três fases de deformação sobre a nappe Ouro Preto. A mina de Fábrica Nova, localizada na porção central da área estudada, está inserida em uma estrutura sinformal de eixo 100/20, o sinforme de Fábrica Nova. Para a geometria particular dessa região, é proposto um modelo com base no mecanismo de dobramento por Flanking Folds (Passchier 2001). Esse mecanismo se daria através de um encurtamento crustal de direção E-W da fase de deformação F4.

AbstractThis study focuses on the eastern flank of the Santa Rita syncline (Dorr 1969), with specific emphasis on the region known as Fábrica Nova. Important iron ore deposits are located on the flanks of this structure, such as Timbopeba, Alegria, São Luiz, Tamanduá, Almas and Fábrica Nova. The Santa Rita syncline is a fold with N-S axial direction and of subregional scale, with roots in the adjacent basement of the Santa Bárbara Complex and sectioned by the Água Quente thrust fault. The hypothesis of this study is that the structural framework of the region resulted from the superposition of at least three deformation phases on the Ouro Preto nappe. The Fábrica Nova mine, located in the central portion of the study area, is embedded in a synformal structure with a 100/20 trending axis named Fábrica Nova synform. The proposed model to explain the particular structural geometry of this region is based on the flanking folding mechanism (Passchier 2001). This mechanism may have been developed by E-W crustal shortening during the F4 tectonic deformation phase.

The occurrences of imperial topaz in the Antonio Pereira mine, Ouro Preto, Minas Gerais, are associated with the metamorphic carbonate rocks of the Minas Supergroup. The crystals have densities varying from 3.46 to 3.58. The parameters of the unitary cells obtained were: 4.658 to 4.663Å (a o), 8.823 to 8.832Å (b o), 8.382 to 8.389Å (c o), and 344.65 to 345.46Å3 (V). The refraction indices presented the following variations: 1.622 to 1.630 (nX), 1.624 to 1.632 (nY), 1.633 to 1.640 (nZ), and 0.008 to 0.011 (B). These properties are coherent with the low fluorine contents obtained (16,48%/17,05wt%). infrared spectroscopy and microthermometry showed that the fluid inclusions, which represent the mineralizing fluids, are formed by H2O (with Ca2+, Mg2+ and Na+), and CO2 ± CH4. The minimal trapping T-P conditions of 290/320°C and 2,349/2,497bar were obtained for the primary fluid inclusions. The pseudo-secondary fluid inclusions were trapped at conditions of lower temperatures and variable pressures, during the deformation process under local alternating states of stress. The microthermometric studies, the structural analysis and the fluorine contents suggest that the mineralized veins were formed from hydrothermal fluids originated during the Brasiliano tectono-metamorphic event.

Las ocurrencias de topacio imperial de la mina de Antônio Pereira, Ouro Preto, MG, están asociadas a rocas carbonáticas metamórficas del Supergrupo Minas. La densidad del topacio varió desde 3,46 hasta 3,58. Los parámetros de celda unitaria son: 4,658 a 4,663Å (a o), 8,823 a 8,832Å (b o), 8,382 a 8,389Å (c o) y 344,65 a 345,46ų (V). Los índices de refracción son: 1,622 a 1,630 (nX), 1,624 a 1,632 (nY), 1,633 a 1,640 (nZ) y 0,008 a 0,011 (B). Esas propiedades están coherentes con los bajos tenores de flúor obtenidos (16,48%/17,05% en peso). La espectroscopia en el infrarrojo y la microtermometría mostraron que las inclusiones fluidas representativas de los fluidos mineralizantes son formadas por H2O (con Ca2+, Mg2+ y Na+) y CO2 ± CH4. Las condiciones mínimas de atrapamiento de las inclusiones primarias fueron de 290/320oC y 2.349/2.497bar. Las inclusiones pseudosecundarias fueron aprisionadas en menores temperaturas, con presiones variables,, sugiriendo atrapamiento durante procesos de deformación que presentan alternancia local en las condiciones de compresión. La microtermometria conjuntamente con los análisis estructurales y los tenores de flúor indicaron que las vetas con topacio fueron formadas a partir de fluidos hidrotermales originados durante el evento tectónico-metamórfico de edad Brasiliana.

Foram coletadas 21 amostras de hematitito e 12 amostras de itabirito em diferentes depósitos do Quadrilátero Ferrífero (QF) e a partir de análises geoquímicas foram obtidos dados referentes aos elementos-traço e elementos terras-raras (ETR). O objetivo é entender a distribuição dos elementos analisados no QF em comparação com formações ferríferas (FF) ao redor do mundo. O conteúdo de elementos-traço é relativamente baixo com considerável variabilidade e é inferior aos das FF de Algoma, Anamikie, Maru na Nigéria e Orissa na Índia. A abundância de ETR é relativamente baixa, porém superior à de Hamersley na Austrália Ocidental, Surgur na Índia e inferior à de Kuruman na África do Sul. O padrão normalizado por condrito mostra um leve grau de fracionamento de ETR leves em relação aos ETR pesados, fracas anomalias positivas de Eu, além de altos valores para a relação (La/Yb)CN e (La/Sm)CN.

Twenty-one samples of hematitite and twelve samples of itabirite were collected from different deposits of the Quadrilátero Ferrífero (QF) area and were analyzed for trace and rare earth elements. The purpose of the study is to understand the element distribution in the QF in comparison with other iron formations (IF) around the world. Trace element contents are relatively low with considerable variability, being lower than the contents in the Algoma IF, Anamikie IF, Maru IF in Nigeria and Orissa IF in India. REE's abundance is relatively low, but higher than REE's of Hamersley IF of Western Australia, Surgur belt in India and lower than Kuruman IF in South Africa. Chondrite normalized patterns show slight degrees of fractionation for LREE to HREE and slightly positive Eu anomalies coupled with positive values of (La/Yb)CN and (La/Sm)CN ratios.

Este trabalho apresenta os resultados de espessuras elásticas efetivas (T e) calculados com base em anomalias ar-livre/ondulações do geóide e topografia na região do Cráton São Francisco Meridional, por meio da técnica da função admitância. Os elementos do campo gravitacional foram obtidos utilizando-se o modelo geopotencial GGM02C (Missão GRACE). A função admitância observada foi determinada pela divisão do espectro cruzado das anomalias ar-livre/ondulações do geóide e da topografia pelo espectro de potência da topografia. Numa etapa posterior foram construídas curvas de função admitância teóricas, supondo-se duas hipóteses de compensação isostática flexural: a topografia como única carga atuante ou a ação de cargas na base da litosfera. Os melhores ajustes foram obtidos adotando-se a segunda suposição, a uma profundidade média de 150 km, com uma estimativa para T e de cerca de 45 km. A princípio, este valor baixo de espessura elástica, associado a um alto fluxo térmico e ondulações positivas do geóide, pode ser explicado pela presença de perturbações nas densidades mantélicas da região, originadas a partir de processos de empobrecimento químico e perturbações termais, ambos ocorrentes durante a complexa evolução geodinâmica desta importante região cratônica da placa Sul-Americana.

This paper presents the estimates of effective elastic thickness (T e) from free-air anomalies/geoid undulations and topography data in the southern São Francisco Craton, by using admittance function technique. The gravity field elements have been calculated from geopotential model GGM02C (GRACE mission). The observed admittance was computed by dividing the cross-spectra of the free-air anomalies/geoid undulations by the power of topography. Theoretical admittances were estimated based on two hypothesis of flexural compensation mechanism: surface topographic loads or loads beneath of lithosphere. The best fit was obtained by using the second hypothesis, were anegative density contrast (located at depth of 150 km) suggested 45 km for T e value. This low valiue of elastic thickness, combined with high heat flow and positive geoid undulations, can be explained by the presence of density perturbations in the mantle, which are associated with the chemical depletion and thermal anomalies, both are correlated with the complex geodynamic evolution of this important cratonic area in the South American plate.

A deconvolução Euler, baseada na equação homogênea de Euler, é uma técnica poderosa que pode ser utilizada na estimativa de profundidades médias de fontes magnéticas ou de corpos magnéticos. Este procedimento, aliado a interpretação de dados geológico-estruturais, possibilitou a caracterização da geometria em profundidade da região do Sinclinal Gandarela, localizado na porção centro-norte do Quadrilátero Ferrífero. Sua estruturação é definida como uma dobra reclinada cujo traço axial se orienta segundo a direção NE-SW e a charneira, localizada na sua porção meridional, apresenta caimento moderado para SE. Em termos litológicos, é formado por metassedimentos pertencentes ao Supergrupo Minas, estando em contato com as seqüências vulcano-sedimentares do Supergrupo Rio das Velhas e as rochas que compõem o embasamento arqueano (Complexo Metamórfico Caeté). Os resultados alcançados a partir da deconvolução de Euler 2D e 3D aplicada em dados magnetométricos levantados pelo projeto aerogeofísico Brasil-Alemanha permitiram estimar as profundidades médias de fontes magnéticas possivelmente associadas às formações ferríferas (Formação Cauê e Grupo Nova Lima). Permitiu também caracterizar a morfologia da estrutura sendo confirmada por modelagens magnetométricas 2D executadas na região.

Euler deconvolution, based on the Euler's equation, is a powerful tool that can be applied in the estimative of mean depths of magnetic sources or magnetic bodies. This procedure, combined with geological and structural data, showed the definition of the geometry in depth of the Gandarela syncline region, located in the center-north portion of the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais. Its structural framework is defined as a reclined fold with NE-SW trending axial trace and hinge zone plunging to the southeast. The Gandarela syncline is composed of thick metasedimentary units of Minas Supergroup and of greenstone sequence of the Rio das Velhas Supergroup. The results based on 2D and 3D Euler deconvolution applied in magnetic data from Brasil-Alemanha aerogeophysical project allowed to estimate the mean depths of the magnetic sources probably, associated to iron formations (Cauê Formation and Nova Lima Group). Additionally, the geometry of the structure was confirmed by 2D magnetic modeling.