Resumo em Português:

RESUMO: Métodos de mapeamento para óxidos de ferro e argilas, aplicados em imagens Landsat-8/Operational Land Imager (OLI) e Earth Observing 1 (EO-1)/Hyperion e integrados com dados aerogeofísicos, foram testados nos depósitos de ferro de N4, N5 e N4WS, Serra Norte, Carajás, Brasil. Razões de banda foram aplicadas à imagem Landsat-8/OLI, identificando os principais minerais dos depósitos de ferro de N4 e N5. As imagens Landsat-8/OLI mostraram um bom desempenho para a exploração de óxido de ferro, mesmo em áreas vegetadas. Extração de feições espectrais e o método de classificação hiperespectral Spectral Angle Mapper foram aplicados na imagem EO-1/Hyperion com bons resultados para o mapeamento de minério de ferro de alto teor, bem como da proporção de hematita-goethita do minério e de argilas nos regolitos. A imagem EO-1/Hyperion provou ser uma excelente ferramenta para o mapeamento remoto de minerais em áreas de mina a céu aberto, bem como no mapeamento das pilhas de minério. Uma classificação não supervisionada foi aplicada a dados de 74 bandas do visível e infravermelho próximo do EO-1/Hyperion, índice Normalized Difference Vegetation Index derivado do Landsat-8/OLI, Modelo Digital do Terreno derivado do Laser Imaging Detection and Ranging, e dados aerogeofísicos (gamaespectrometria e componente Tzz do dado gravimétrico gradiométrico). Essa classificação de dados multifonte mostrou ser uma alternativa para mapeamento de óxidos de ferro em áreas vegetadas, bem como da geologia do regolito e das áreas mineralizadas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT: Mapping methods for iron oxides and clay minerals, using Landsat-8/Operational Land Imager (OLI) and Earth Observing 1 (EO-1)/Hyperion imagery integrated with airborne geophysical data, were applied in the N4, N5, and N4WS iron deposits, Serra Norte, Carajás, Brazil. Band ratios were achieved on Landsat-8/OLI imagery, allowing the recognition of the main minerals from iron deposits. The Landsat-8/OLI imagery showed a robust performance for iron oxide exploration, even in vegetated shrub areas. Feature extraction and Spectral Angle Mapper hyperspectral classification methods were carried out on EO-1/Hyperion imagery with good results for mapping high-grade iron ore, the hematite-goethite ratio, and clay minerals from regolith. The EO-1/Hyperion imagery proved an excellent tool for fast remote mineral mapping in open-pit areas, as well as mapping waste and tailing disposal facilities. An unsupervised classification was carried out on a data set consisting of EO-1/Hyperion visible near-infrared 74 bands, Landsat-8/OLI-derived Normalized Difference Vegetation Index, Laser Imaging Detection and Ranging-derived Digital Terrain Model, and high-resolution airborne geophysical data (gamma ray spectrometry, Tzz component of gradiometric gravimetry data). This multisource classification proved to be an adequate alternative for mapping iron oxides in vegetated shrub areas and to enhance the geology of the regolith and mineralized areas.

Resumo em Português:

RESUMO: 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.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT: 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.

Resumo em Português:

RESUMO: Indicadores da paleo-condição redox foram utilizados para interpretar o ambiente deposicional da Formação Irati (Permiano) e discutir os controles na acumulação de sedimentos ricos em matéria orgânica. Os dados geoquímicos foram obtidos em 43 amostras de quatro testemunhos de sondagem de poços da Bacia do Paraná no Sul do Brasil. A interpretação desses dados permitiu inferir que a interface redox normalmente coincidia com a interface água-sedimentos durante a acumulação desses sedimentos. Dados de elementos-traços demonstram que os folhelhos da Formação Irati eram similares ao folhelho médio, exceto durante a deposição de duas camadas ricas em matéria orgânica, caracterizadas por um grande enriquecimento em U e Mo, o que sugere condições completamente anóxicas durante a deposição dessas camadas. O variável grau de oxigenação das águas de fundo é também atestado pelo grau de piritização (DOPT ), pela razão FeT /Al e por indicadores sedimentológicos de aeração episódica (provavelmente decorrente de eventos de tempestade). DOPT e a correlação entre Fe e S sugerem um ambiente com limitação de ferro, onde a maior parte do enxofre está incluso na matéria orgânica e não na pirita. A razão entre Cu e Cu/Mo sugere que a anoxia de fundo foi consequência do alto fluxo orgânico. Assim, a Formação Irati provavelmente foi depositada em um corpo de água estratificado, com balanço hídrico positivo. O principal controle na acumulação de sedimentos ricos em matéria orgânica foi o alto fluxo de carbono resultante da alta produtividade primária em águas superficiais. Dessa forma, a anoxia foi uma consequência da alta produtividade, e não o principal controle na geração das rochas ricas em matéria orgânica.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT: Paleoredox indicators were used to assess the depositional environment of the Permian Irati Formation, and discuss the controls on the accumulation of organic-rich sediments. Geochemical data were measured for 43 drill-core samples in southern Paraná Basin. We infer that redox boundary was located at the sediment-water interface during the accumulation of these sediments. Trace-element data demonstrate that Irati shales were similar to average shales, except during deposition of two organic-rich beds in which U and Mo are enriched, suggesting fully anoxic conditions. The variable degree of oxygenation of bottom waters is also attested by DOPT, FeT/Al, and sedimentological indicators of episodic ventilation. DOPT and Fe and S correlation points to an iron-limited environment, where the main sulfur sink is organic matter rather than pyrite. Cu and Cu/Mo ratio suggests bottom-water anoxia driven by increased organic flux. The Irati Formation was probably deposited in a salinity-stratified body of water, with positive water balance. The main control on the accumulation of the organic-rich sediments was the high organic carbon flux resultant from high primary productivity in surface waters. Anoxia arose as a consequence of increased productivity, not as the primary driver in the formation of these organic-rich rocks.

Resumo em Português:

RESUMO: Arenitos paleozóicos da Bacia do Parnaíba hospedam, além de excelentes depósitos de opala, ocorrências de calcedônias, ainda não investigadas, com potencial para o artesanato mineral e ornamental, e que poderão auxiliar o entendimento da evolução geológica da bacia. Trabalhos de campo, análises microtexturais, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura com espectrometria de energia dispersiva, análises químicas e apreciações gemológicas foram desenvolvidas. Destacaram-se quatro modos distintos de calcedônias, que são realçados pela riqueza em dendritos de Fe e Mn , envolvendo núcleos opalinos, com microcavidades formadas por quartzo microcristalino, nontronita e paligorsquita. As características mesoscópicas dessas calcedônias, como textura, cor e inclusões de dendritos, e a lapidação em cabochão e formas livres mostram potencialidade para uso no artesanato mineral e semi-joias. Como esperado, são dominadas por SiO2, com teores de Al2O3, Fe2O3, MgO e TiO2 baixos e muito variáveis. Entre os elementos-traço destacam-se os teores de Ba, que em geral ocorre como barita, que parece constituir uma assinatura geoquímica dos sedimentos portadores de calcedônia e opalas na bacia do Parnaíba. Essas calcedônias se formaram durante a solubilização parcial da SiO2 dos arenitos promovida por ocasião das deformações dos arenitos em zonas de falhas e fraturas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT: Paleozoic sandstones of the Parnaíba Basin, in addition to hosting opal deposits, also have occurrences of chalcedonies with potential for mineral and ornamental handicrafts, in addition to assisting the understanding of the geological evolution of the basin. However, the chalcedonies were not investigated yet, and this study intended to fulfill this gap by the investigation of the chalcedonies of Calçadinha in Piauí. Fieldwork, microtexturals analysis, X-ray diffraction and scanning electron microscopy with energy dispersive spectrometry, chemical analysis, and gemological assessments were developed. Four distinct types of chalcedonies have been distinguished. They stand out for their well distribution of Fe and Mn dendrites, which involves opal nodules, and contains microcavities with well-formed microcrystalline quartz, nontronite, and palygorskite. The mesoscopic features of these chalcedonies and cabochon and free forms cutting show potential for use in mineral crafts and semi-jewels. As expected, the chalcedonies are dominated by high contents of SiO2, besides the low and variable contents of Al2O3, Fe2O3, MgO, and TiO2. Among trace elements that show high Ba contents, bound in barite, seem also to be a geochemical signature of the country sandstones in Parnaíba basin. These chalcedonies were formed during the partial solubilization of SiO2 of sandstones, which was promoted during their tectonic formation in faults and fractures zones.

Resumo em Português:

RESUMO: A suíte alcalina do Monte de Trigo é uma associação sienítico-gabroide que pertence à província alcalina da Serra do Mar. Minerais do grupo da eudialita (EGMs) ocorrem em um dique de nefelina microssienito associados a egirina-augita, wöhlerita, lavenita, magnetita, zircão, titanita, britolita e pirocloro. As principais variações composicionais incluem Si (25,09-25,57 apfu ), Nb (0,31-0,76 apfu ), Fe (1,40-2,13 apfu ) e Mn (1,36-2,08 apfu ). Os EGMs também contêm concentrações relativamente altas de Ca (6,13-7,10 apfu ), enriquecimento moderado de elementos terras raras (0,38-0,67 apfu ) e concentrações relativamente baixas de Na (11,02-12,28 apfu ), o que pode ser correlacionado com uma assembleia agpaítica transicional. As composições dos EGMs indicam uma solução sólida complexa entre os componentes eudialita, kentbrooksita, feklichevita, zirsilita-(Ce), georgbarsanovita e manganoeudialita. Análises de elementos traços das EGMs mostram baixas concentrações de Sr e Ba e anomalia negativa de Eu/Eu*, que são interpretadas como uma característica do magma parental por conta do fracionamento de plagioclásio e/ou feldspato alcalino. Os EGMs da borda do dique possuem concentrações maiores de Fe, Sr (2.161-2.699 ppm), Mg (1.179-3.582 ppm) and Zn (732-852 ppm) que aqueles do centro do dique. Essas diferenças estão relacionadas com a incorporação de xenólitos e xenocristais da rocha encaixante melateralítica no magma nefelina-sienítico seguido de trocas difusivas entre os cristais e o líquido.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT: The Monte de Trigo alkaline suite is a SiO2-undersaturated syenite-gabbroid association from the Serra do Mar alkaline province. Eudialyte-group minerals (EGMs) occur in one nepheline microsyenite dyke, associated with aegirine-augite, wöhlerite, låvenite, magnetite, zircon, titanite, britholite, and pyrochlore. Major compositional variations include Si (25.09- 25.57 apfu ), Nb (0.31- 0.76 apfu ), Fe (1.40-2.13 apfu ), and Mn (1.36- 2.08 apfu ). The EGMs also contain relatively high contents of Ca (6.13- 7.10 apfu ), moderate enrichment of rare earth elements (0.38-0.67 apfu ), and a relatively low Na content (11.02-12.28 apfu ), which can be correlated with their transitional agpaitic assemblage. EGM compositions indicate a complex solid solution that includes eudialyte, kentbrooksite, feklichevite, zirsilite-(Ce), georgbarsanovite, and manganoeudialyte components. EGM trace element analyses show low Sr and Ba contents and a negative Eu/Eu* anomaly, which are interpreted as characteristic of the parental magma due to the previous fractionation of plagioclase and/or alkali feldspar. The EGMs from the dyke border have higher contents of Fe, Sr (2,161-2,699 ppm), Mg (1,179-3,582 ppm), and Zn (732- 852 ppm) than those at the dyke center. These differences are related to the incorporation of xenoliths and xenocrysts of melatheralitic host rock into the nepheline-syenitic magma followed by crystal-melt diffusive exchange.

Resumo em Português:

RESUMO: No Distrito Esmeraldífero de Itabira-Nova Era, sudeste do Brasil, esmeralda gemológica é extraída em minas subterrâneas em depósitos do Tipo Xisto na zona de contato da sequência metavulcanossedimentar arqueana do Complexo Guanhães com granitos anorogênicos paleoproterozoicos da Suite Borrachudos. Depósitos do Tipo Xisto são comumente gerados por reações promovidas por deformação e calor durante metamorfismo regional. A idade da mineralização na região tem sido motivo de debates por décadas: idades variando do Arqueano ao Neoproterozoico são mencionadas na literatura. Na zona mineralizada da mina Piteiras, titanita portadora de alumínio e flúor é encontrada em rochas metamáficas. O conteúdo de flúor foi provavelmente derivado dos granitos e pegmatitos Borrachudos, tal como o berílio para a esmeralda, portanto ambos minerais podem ter sido gerados durante o mesmo evento. Geocronologia U-Pb via ablação a laser associada a espectrometria de massa por plasma acoplado indutivamente laser (LA-ICP-MS) em titanita foi realizada em uma seção delgada de um flogopita-plagioclásio-hornblenda xisto da mina Piteiras. A idade determinada de 576 ± 7 Ma é também a provável idade de geração da esmeralda durante o ciclo Brasiliano, que foi o único evento tectonometamórfico posterior à intrusão dos granitos. Este evento forneceu calor e fluidos necessários para reações entre as rochas portadoras de berílio e de cromo, possibilitando assim a formação de esmeralda.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT: In the Itabira-Nova Era Emerald District, southeast Brazil, gemological emerald is extracted from underground mines found in schist-type deposits at the contact zone of the Archean Metavolcanosedimentary Sequence of the Guanhães Complex and Paleoproterozoic anorogenic granites of the Borrachudos Suite. Schist-type deposits are commonly generated by reactions enhanced by deformation and heat during regional metamorphism. The age of the mineralization in the region has been a matter of debate for decades: Ages ranging from the Archean to the Neoproterozoic are mentioned in the literature. In the mineralized zone from the Piteiras mine fluorine-aluminum-bearing titanite is found in metamafic rocks. The fluorine content was probably derived from the Borrachudos granites and pegmatites like the beryllium for emerald, thus both minerals could have been generated during the same event. U-Pb titanite geochronology via laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) was performed on a thin section of a phlogopite-plagioclase-hornblende schist from the Piteiras mine. The determined age of 576 ± 7 Ma is also the probable age for emerald generation during the Brasiliano cycle, which was the only tectonometamorphic event postdating the intrusion of the granites. This event provided heat and fluids necessary for reactions between the Be- and the Cr-bearing rocks, thus enabling the formation of emeralds.

Resumo em Português:

RESUMO: Esta revisão incorpora novos dados isotópicos e químicos para correlação quimioestratigráfica de sucessões, predominantemente carbonáticas, na América do Sul (Argentina, Bolívia, Brasil, Paraguai e Uruguai). Estas sucessões, depositadas durante eventos de extensão, aparecem como espessos estratos carbonáticos/siliciclásticos em bacias epicontinentais ou foram acumulados sobre margens passivas em bordos de cratons (ex.: São Francisco, Amazonas, Bloco Rio Apa, Pampia e Río de La Plata) como três megasequências: glaciogênica, plataforma marinha carbonática (sobre diamictitos glacio-marinhos) e predominantemente continental siliciclástica. Em cinturões circunjacentes a cratons, sucessões carbonáticas contendo material vulcanoclástico/siliciclástico foram, na maioria dos casos, fortemente deformados. A idade precisa de sedimentação destas sucessões permanece em debate, mas recentes dados paleontológicos e geocronológicos têm consideravelmente restringidos os intervalos de deposição. Neste trabalho, reportamos trends isotópicos de alta resolução de C, O, Sr e S medidos em amostras bem preservadas e usamos principalmente isótopos de Sr e C em consonância com observações litostratigráficas/biostratigráficas, para estabelecer correlações detalhadas destas sucessões. Propor uma correlação quimioestratigráfica entre bacias Neoproterozoicas na América do Sul é o principal objetivo deste trabalho.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT: This report reviews and incorporates new elemental and isotope chemostratigraphic data for correlation of Neoproterozoic carbonate-dominated successions in South America (Argentina, Bolivia, Brazil, Paraguay and Uruguay). These thick mixed carbonate/siliciclastic successions were largely deposited in epicontinental basins or accumulated on passive margins on the edges of cratons (e.g. São Francisco, Amazonia, Rio Apa Block, Pampia and Río de la Plata paleocontinents) during extensional events related to the rifting of the Rodinia Supercontinent. From the stratigraphic point of view, these successions occur as three mega-sequences: glaciogenic, marine carbonate platform (above glaciomarine diamictites or rift successions), and dominantly continental to transitional siliciclastics. In the orogenic belts surrounding cratons, carbonate-dominated successions with important volcanoclastic/siliciclastic contribution have been, in most cases, strongly deformed. The precise ages of these successions remain a matter of debate, but recently new paleontological and geochronological data have considerably constrained depositional intervals. Here, we report high-resolution C, O, Sr, and S isotope trends measured in well-preserved sample sets and mainly use Sr and C isotopes in concert with lithostratigraphic/biostratigraphic observations to provide detailed correlations of these successions. The establishing of a high-level and definite chemostratigraphic correlation between Neoproterozoic basins in South America is the main goal of this work.