The transition from large igneous provinces (LIPs) into new ocean crust during early stages of rift evolution is largely unknown, and it is poorly represented or resolved in the geological record. Combining petrogenetic studies, magma dynamics investigations and novel geochronological approaches, this PhD thesis shows that early MORB- and Paraná-Etendeka-type intrusions associated with Gondwana breakup, in the Cabo Frio Tectonic Domain (Southeast Brazil), represent evidence of the initial oceanization of the South-America-Africa margins. A novel approach to 40Ar/39Ar geochronology of MORB-type dykes from the Cabo Frio Tectonic Domain was instrumental in differentiating between magmatism and post-magmatic alteration. Encapsulation procedures permitted focusing on minor and high retentivity magmatic amphibole and biotite aggregates. Incremental-heating analysis of both clear and cloudy feldspar crystals from the same sample revealed the ages of K- and Na-alteration. High-resolution elemental mapping of altered plagioclase crystals was combined with whole-rock elemental and isotopic analyses to determine elemental mobility and isotopic effects caused by hydrothermal fluid migration during tectonic evolution of the rifted margin. The intrusive age of a MORB-type dyke was determined to be 132.83 ± 0.30 Ma, i.e., late stages of Paraná-Etendeka magmatism. Altered plagioclase crystals show that K-, Na-, Rb-, Ba-, Sr-, Si-, Li-, Fe-, Pb- and light-REE-rich hydrothermal fluids percolated along the rifted margin between ~106-105 Ma and 60-30 Ma. Hydrothermalism was probably triggered by interactions between alkaline magmatism and basinal fluids in offshore basins along the southeastern Brazilian margin. Whole-rock geochemistry, Sr, Nd and Pb isotope signatures, mineral chemistry, thermobarometry, mass balance and thermodynamic models, and high-resolution elemental mapping of clinopyroxene crystals were used to model magma sources, magmatic evolution, and emplacement for MORB- and Paraná-Etendeka-type dykes. The LIP dykes are similar to low-Ti Ribeira magmas from the Paraná-Etendeka, deriving mostly from a metasomatized lithospheric peridotitic source that comprised a 1-3% ancient SCLM contribution applied to a 100-96% DMM 0-4% pyroxenite mixture. MORB-type dykes share many similarities with South Atlantic MORB and E-MORB rocks, and were generated from an asthenospheric, peridotitic source consisting of a 100-98% DMM 0-2% pyroxenite mixture with 0.2-0.4% ancient SCLM contribution. Both magmatic suites evolved mainly by plagioclase and clinopyroxene fractional crystallization under polybaric conditions. The multiple recharge events that fed MORB-type intrusive magmatism suggest a localized passive-margin system as early as ~2 Ma after peak LIP activity. Similar occurrences of subduction-influenced lithospheric and asthenospheric magma suites occur in rifts globally and indicate that crustal subductions related to continental amalgamation eventually contribute to the posterior destabilization of the continental structures.

A transição entre o magmatismo de grandes províncias magmáticas (large igneous provinces, LIPs) e a geração de nova crosta oceânica durante estágios iniciais da evolução de riftes ainda é pouco conhecida e identificada enquanto registro geológico. Por meio do estudo da petrogênese, da dinâmica magmática e de novas abordagens geocronológicas, esta tese de doutoramento mostra que intrusões do tipo MORB e Paraná-Etendeka associadas à ruptura do paleocontinente Gondwana, no Domínio Tectônico de Cabo Frio (sudeste do Brasil) apresentam evidências da oceanização inicial das margens da América do Sul e África. O desenvolvimento de um protocolo para a geocronologia 40Ar/39Ar dos diques do tipo MORB do Terreno Tectônico de Cabo Frio proporcionou a diferenciação de registros magmáticos e de alterações pós-magmáticas. A encapsulação de alíquotas de amostras permitiu a análise de agregados de anfibólio e biotita de alta retentividade. As análises de cristais de plagioclásio leitosos e translúcidos revelaram idades aproximadas de alterações ricas em K e em Na. O mapeamento elemental de alta resolução de cristais de plagioclásio, associado às análises composicionais e isotópicas de rocha-total, foi capaz de determinar a mobilidade elemental causada pela migração de fluidos hidrotermais durante a evolução tectônica da margem. A idade de intrusão de um dique do tipo MORB foi determinada como 132.83 ± 0.30 Ma, correspondendo às fases finais do magmatismo Paraná-Etendeka. Cristais de plagioclásio alterados mostram que fluidos hidrotermais ricos em K, Na, Rb, Ba, Sr, Si, Li, Fe, Pb e Terras Raras leves percolaram a margem do rifte entre ~106-105 Ma e entre 60-30 Ma. O hidrotermalismo foi provavelmente provocado por interações entre magmas alcalinos e fluidos bacinais nas bacias offshore ao longo da margem sudeste do Brasil. Os dados de geoquímica de rocha-total, razões isotópicas de Sr, Nd e Pb, química mineral, termobarometria, modelos de balanço de massa e termodinâmicos, e mapeamento elemental de cristais de clinopiroxênio foram utilizados na modelagem de fontes mantélicas, evolução magmática e colocação dos diques do tipo MORB e Paraná-Etendeka. As intrusões do tipo LIP se assemelham aos basaltos de baixo-Ti Ribeira, e derivaram de uma fonte litosférica peridotítica metassomatizada correspondente a uma contribuição de 1-3% de manto litosférico subcontinental antigo (SCLM) a uma mistura de 100-96% de manto empobrecido (DMM) e 0-4% de piroxenito. Os diques do tipo MORB assemelham-se aos basaltos oceânicos do assoalho do Atlântico Sul e foram gerados por uma fonte astenosférica peridotítica consistindo em uma mistura de 100-98% DMM e 0-2% piroxenito enriquecida por uma pequena contribuição de 0.2-0.4% de SCLM. Ambas as suítes magmáticas evoluíram via cristalização fracionada de plagioclásio e clinopiroxênio em condições de pressões variáveis. Os múltiplos eventos de recarga responsáveis pelo magmatismo do tipo MORB sugerem o estabelecimento restrito de um sistema de caráter passivo depois de apenas ~2Ma do pico da atividade vulcânica Paraná-Etendeka. Combinações similares de magmatismo astenosférico e litosférico com influência de subducções anteriores nas fontes mantélicas podem ser encontradas em riftes globalmente, indicando que sucessivos processos de subducção associados à amalgamação continental contribuem para a posterior desestabilização das estruturas da crosta.