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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.44.2022.tde-31052022-125103
Document
Author
Full name
Alisson Lopes Oliveira
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Hollanda, Maria Helena Bezerra Maia de (President)
Souza, Zorano Sérgio de
Mizusaki, Ana Maria Pimentel
Morais Neto, João Marinho de
Rocha, Brenda Chung da
Title in English
Geochronology of mesozoic large Igeous Provinces in NE Brazil
Keywords in English
40Ar/39Ar method
Large igneous provinces
U-Pb CA-ID TIMS method
Unspiked K-Ar method
Abstract in English
The formation of large igneous provinces (LIPs) is directly associated with global geological events that include rupture of (super)continents, opening of oceans and biotic crises. It is not unexpected, therefore, that the study of LIPs remains one of the most important topics on the scientific frontier, whose multidisciplinary profile includes the areas of Petrology, Geochemistry, Geochronology, among others. In this doctoral project, the focus is the geochronological characterization of igneous products exposed in the NE region of Brazil and related to the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) and the Equatorial Atlantic Magmatic Province (EQUAMP). The CAMP is dated to ca. 201 Ma and is correlated with the opening of the Central Atlantic Ocean. In NE Brazil, these rocks occur in the form of dykes, basaltic flows, and sills with a geochemical signature of tholeiitic magmas, identified both in the (Paleozoic) Parnaíba Basin and in the (Precambrian) Borborema Province. The CAMP is known to be represented by mafic lavas at the western edge of the basin, and intrusive bodies (dykes and sills) at the eastern edge. The EQUAMP is distinguished by mafic dyke swarms that total approximately 2,000 km in length, intrusive in the Precambrian basement, and mafic sills restricted to the eastern edge of the Paraníba basin. CAMP and EQUAMP are characteristically constituted by low-Ti (TiO2 <2% wt.%) and high-Ti (TiO2 >2% wt.%) tholeiitic diabases, with CAMP magmas dominated by the low-Ti signature, while in the EQUAMP predominate high-Ti magmas. The characterization of the age of formation of these magmatic provinces required a multi-technical approach, given their continental dimensions and scarcity of previous geochronological data. Techniques included unspiked K/Ar dating (in whole rock) with supporting 40Ar/39Ar dates, and U-Pb dating by chemical abrasion and isotopic dilution (in zircon), aiming to: (1) establish age patterns (Jurassic or Cretaceous) of the various dyke swarms until then not investigated by any geochronological method; (2) to obtain precise ages of the two events CAMP and EQUAMP, in the various investigated targets; (3) discuss the duration of each event considering the modern understanding of LIPs short (<5 Ma) or long (>5 Ma) duration, especially for the EQUAMP; and (4) discuss geodynamic and paleoenvironmental implications. In addition to the effort to obtain scientific data, this project included the implementation of analytical routines, including a new method for recovering zircon from (sub)volcanic mafic rocks. As a main result, this thesis shows that EQUAMP magmatism largely affects NE Brazilian terranes and is unequivocally related to the Weissert (Valanginian) event of paleoenvironmental changes, while also sharing geographic/geological areas previously affected by CAMP magmas. The relationship between CAMP and the Triassic biotic crisis is discussed on a different point of view to that currently proposed in the literature.
Title in Portuguese
Geocronologia de grandes Províncias ígneas no NE do Brasil
Keywords in Portuguese
Grandes províncias ígneas
Método K-Ar
Método U-Pb CA-ID TIMS
Abstract in Portuguese
A formação de grandes províncias ígneas (LIPs) está diretamente associada a eventos geológicos globais que incluem ruptura de (super)continentes, abertura de oceanos e crises bióticas. Não é à toa, portanto, que o estudo dos LIPs continua sendo um dos temas mais importantes da fronteira científica, cujo perfil multidisciplinar inclui as áreas de Petrologia, Geoquímica, Geocronologia, entre outras. Neste projeto de doutorado, o foco é a caracterização geocronológica de produtos ígneos expostos no NE do Brasil e relacionados à Província Magmática do Atlântico Central (CAMP) e à Província Magmática do Atlântico Equatorial (EQUAMP). A CAMP é datada em ca. 201 Ma e está correlacionada com a abertura do Oceano Atlântico Central. No NE do Brasil, essas rochas ocorrem na forma de diques, derrames basálticos e soleiras com assinatura geoquímica de magmas toleíticos, identificados tanto na Bacia (paleozoica) do Parnaíba quanto na Província (precambriana) Borborema. CAMP é sabidamente representada por lavas máficas na borda oeste da bacia, e corpos intrusivos (diques e soleiras) na borda leste, enquanto EQUAMP se destaca por enxames de diques máficos que somam aproximadamente 2.000 km de extensão, intrusivos no embasamento precambriano, e soleiras máficas restritas à borda leste da bacia o Parnaíba. CAMP e EQUAMP são caracteristicamente constituídas por diabásios toleíticos de baixo-Ti (TiO2 <2% wt.%) e alto-Ti (TiO2 >2% wt.%), sendo os magmas CAMP dominados pela assinatura de baixo-Ti, enquanto em EQUAMP predominam magmas de alto-Ti. A caracterização da idade de formação dessas províncias magmáticas exigiu uma abordagem multitécnica, dadas suas dimensões continentais e escassez de dados geocronológicos prévios. As técnicas incluíram a datação K/Ar sem traçador (em rocha total), 40Ar/39Ar como suporte às idades K/Ar, e U-Pb por abrasão química e diluição isotópica (em zircão), visando: (1) estabelecer padrões de idades (Jurássico e Cretáceo) dos vários enxames de diques até então não investigados por nenhum método geocronológico; (2) obter idades precisas dos dois eventos CAMP e EQUAMP, nos vários alvos investigados; (3) discutir sobre duração de cada evento considerando o entendimento moderno sobre LIPs de curta (<5 Ma) ou longa (>5 Ma) duração, especialmente para EQUAMP; e (4) discutir implicações geodinâmicas e paleoambientais. Além do esforço em obter os dados científicos, este projeto contemplou a implementação de rotinas analíticas, incluindo um novo método de recuperação de zircão a partir de rochas máficas (sub)vulcânicas. Como resultado, essa tese mostra que o magmatismo EQUAMP afeta amplamente o NE do Brasil e inequivocamente se relaciona com o evento Weissert (Valanginiano) de mudanças paleoambientais, enquanto ainda compartilha, em parte, áreas geográficas/geológicas previamente afetadas pelos magmas da CAMP. A relação entre a CAMP e a crise biótica do Triássico é aqui rediscutida sob um ponto de vista diferenciado àquele proposto na literatura.
 
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Release Date
2026-05-09
Publishing Date
2022-05-31
 
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