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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.44.2020.tde-01102020-102627
Documento
Autor
Nome completo
Caio Ribeiro de Mello
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2020
Orientador
Banca examinadora
Tassinari, Colombo Celso Gaeta (Presidente)
Basei, Miguel Angelo Stipp
Hollanda, Maria Helena Bezerra Maia de
Lobato, Lydia Maria
Monteiro, Lena Virginia Soares
Oliveira, Saulo Batista de
Título em português
Estudo isotópico de U-Pb, Lu-Hf e Ti em rochas vulcânicas associadas aos sulfetos maciços da Faixa Piritosa Ibérica (Espanha)
Palavras-chave em português
Faixa Piritosa Ibérica
FPI
Lu-Hf
Maciço de Gerena
Rio Tinto
Ti
U-Pb
VMS
Resumo em português
Neste trabalho são apresentados novos dados de isótopos de U-Pb, Ti e Lu-Hf obtidos a partir do estudo de amostras representativas de rochas vulcânicas félsicas associadas aos corpos de sulfeto maciço de diferentes regiões da Faixa Piritosa Ibérica (FPI). A FPI é dividida em duas regiões distintas, a Região Norte e a Região Sul, que apresentam diversas diferenças geológicas entre si, como o processo de formação dos sulfetos maciços, as rochas encaixantes, idades de formação, temperatura de cristalização e origem magmática das rochas vulcânicas félsicas associadas aos corpos de sulfeto maciço. Para estudar os isótopos de UPb e de Ti foi utilizado o SHRIMP, enquanto que os estudos de Lu-Hf foram executados no LA-MC-ICPMS. A Região Norte é subdividida em dois setores de acordo com a geografia: Setor Central e Cinturão Norte.Os isótopos de U-Pb das rochas vulcânicas da Região Norte mostram que os depósitos desta região estão associados ao vulcanismo Tournaisiano, um intervalo posterior ao vulcanismo Struniano (Famenniano Superior) amplamente reconhecido em associação com os depósitos na Região Sul. As rochas do Cinturão Norte apresentaram intervalo associado aos corpos de sulfeto maciço entre 354-347 Ma. Enquanto que no Setor Central o depósito de La Zarza apresenta intervalo de 357-355 Ma. Em Rio Tinto, também no Setor Central, o estudo geocronológico foi mais aprofundado e caracterizou um amplo intervalo de pulsos intermitentes entre 358-339 Ma, com os depósitos de sulfeto maciços associados ao intervalo entre 352-348 Ma. As rochas da Região Sul apresentaram idades U-Pb associadas aos corpos de sulfeto maciço entre 365-359 Ma. Outras idades no intervalo de 352-348 Ma também são calculadas na Região Sul em rochas plutônicas e em uma rocha vulcânica estéril em Las Cruces, mas estas amostras são estéreis e também diferem das rochas Strunianas em relação a temperatura de cristalização. A geocronologia da unidade relacionada ao vulcanismo félsico associado ao depósito de Rio Tinto foi estudada em maior detalhe e mostrou 3 períodos distintos: Unidade Félsica I, em 358 Ma, que marca o início do vulcanismo da Unidade Félsica na região de Rio Tinto. A Unidade Félsica II é a unidade relacionada com os corpos de sulfeto maciço e apresenta intervalo entre 352-348 Ma. O fim do vulcanismo félsico na região é marcado pela Unidade Félsica III, um corpo tardio que corta as demais unidades. As rochas vulcânicas Tournaisianas associadas aos corpos de sulfeto maciço apresentam temperaturas de 49Ti inferiores a 760°C, enquanto que as temperaturas das rochas vulcânicas Strunianas associadas aos sulfetos maciços que foram estudadas nesta tese e por outros autores são superiores a 800°C. Estas temperaturas mais frias são inesperadas e complementam o cenário apresentado na literatura para os depósitos de sulfeto maciço da FPI e da literatura como um todo, que apresentam os corpos de sulfeto maciço associados a corpos vulcânicos de temperaturas mais elevadas (T>800°C) tanto na FPI quanto em análises mais amplas. O depósito de Rio Tinto, o maior depósito da FPI, apresenta as menores temperaturas calculadas nesta tese, com valores sempre inferiores a 730°C. As assinaturas 'epsilon'Hf obtidas a partir dos isótopos de Lu-Hf também mostram diferenças entre os distintos setores da FPI. No Cinturão Norte da Região Norte ocorre contribuição de material mantélico em grande quantidade e o valor médio de 'epsilon'Hf é de ~ -0.2. O Setor Central apresenta contribuição de material mantélico em menor escala e apresenta assinatura média de 'epsilon'Hf de ~ -3.2. A Região Sul espanhola possui 'epsilon'Hf ~ -5.2, enquanto que a porção portuguesa da Região Sul apresenta 'epsilon'Hf ~ -7.97. O Cinturão Norte possui uma unidade andesítica abundante e a interação de magmas ácidos e básicos deve estar correlaciona a esta assinatura menos crustal da região norte. Rochas plutônicas são escassas na FPI e nesta tese dois litotipos plutônicos foram estudados no Maciço de Gerena. Os resultados obtidos nestes litotipos mostram que o Maciço de Gerena está associado com o intervalo de 352-348 Ma, que, na Região Sul, é estéril. Os dados isotópicos de U-Pb, Ti e Lu-Hf associam o plutonismo do Maciço de Gerena com o vulcanismo Tournaisiano de Las Cruces e indicam que estas rochas plutônicas são as raízes plutônicas do vulcanismo do Complexo Vulcano Sedimentar nesta época e região.
Título em inglês
not available
Palavras-chave em inglês
Gerena Massif
Iberian Pyrite Belt
IPB
Lu-Hf
Rio Tinto
Ti
U-Pb
VMS
Resumo em inglês
In this work, new U-Pb, Ti and Lu-Hf isotope data are presented from the study of representative samples of the felsic volcanic rocks associated with the massive sulfide bodies of different regions of the Iberian Pyrite Belt (IPB). The IPB is a giant volcanogenic massive sulfide province divided into two distinct units, the Northern Region and Southern Region. The two regions are characterized by large geological differences, such as massive sulfide formation, host rock, ages, temperatures and magmatic sources. The U-Pb and Ti isotopes studies were performed at SHRIMP, while Lu-Hf studies were performed at LA-MCICPMS.The Northern Region is subdivided into two different domains, the Central Sector and the Northern Belt. The U-Pb isotopes of the volcanic rocks of the Northern Region show this region is associated with Tournaisian volcanism, a later volcanic interval in comparison with the widely recognized Strunian volcanism in the Southern Region. The rocks of the Northern Belt had a range associated with the massive sulfide bodies between 354-347 Ma, while La Zarza in the Central Sector had a range of 357-355 Ma. In Rio Tinto, the geochronological study was more thorough and characterized a wide range of intermittent pulses between 358-339 Ma. The main interval is associated with the VMS formation and dated between 352-348 Ma. The rocks of the Southern Region showed U-Pb ages associated with massive sulfide bodies between 365-359 Ma. Other ages in the range of 352-348 Ma are also observed in the Southern Region in plutonic rocks and a barren volcanic rock in Las Cruces but these samples are barren and are also different from Strunian rocks in relation to the crystallization temperature. Tournaisian volcanic rocks associated with massive sulfide bodies have temperatures of 49Ti below 760°C, while the temperatures of Strunian volcanic rocks that have been studied in this thesis and by other authors are above 800°C. These colder temperatures are unexpected and complement the scenario presented in the literature for the IPB massive sulfide deposits and the literature as a whole, which shows the massive sulfide bodies associated with higher temperature volcanic bodies (T> 800°C). The Rio Tinto is the largest deposit of IPB and presents temperatures below 730°C. The ?Hf signatures obtained from the Lu-Hf isotopes also show the differences between the different IPF sectors. In the Northern Belt of the Northern Region there is a large amount of mantle material contributed and the average value of 'epsilon'Hf is ~ -0.2. The Central Sector still has a contribution of this mantle material and has an average Hf signature of ~ -3.2. The Southern Region has 'epsilon'Hf ~ -5.2 in Spain, while the Portuguese portion has 'epsilon'Hf ~ -7.97. The geochronology of the volcanic Felsic unit associated with the Rio Tinto deposit was studied in detail and showed three distinct periods: Felsic Unit I, at 358 Ma, which marks the onset of the Felsic Unit volcanism in the Rio Tinto region. The Felsic Unit II is the unit related to the massive sulfide bodies and has a range of 352-348 Ma. The Felsic Unit III, a late body that crosscuts the other units, marks the end of felsic volcanism in the region. Plutonic rocks are scarce in IPB and this thesis studied two plutonic lithotypes in the Gerena Massif. The results obtained in these lithotypes show the Gerena Massif is associated with the 352-348 Ma interval, which in the Southern Region is sterile. U-Pb, Ti and Lu-Hf isotopic data associate the Gerena Massif plutonism with the Las Cruces Tournaisian volcanism and indicate that these plutonic rocks are the plutonic roots of the Volcano-Sedimentary Complex volcanism at this time and region.
 
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Data de Publicação
2020-10-02
 
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