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Orientadores: Carlos Roberto de Souza Filho, Cristiano de Carvalho Lana Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias Resumo: Fundidos de impacto ricos em clastos e brechas de impacto pseudotaquilíticas são encontrados nos embasamentos cristalinos de muitas estruturas de impacto ao redor do mundo. São formados sob condições extremas de temperatura e pressão, geradas na colisão de um meteorito e também registram importantes pistas sobre os processos associados aos impactos em hipervelocidade e evolução planetária. Este trabalho forneceu importantes pistas sobre a produção, extração e cristalização das rochas fundidas na estrutura de impacto de Araguainha, no Brasil central. Os fundidos de impacto localizados no soerguimento central da estrutura são caracterizados por uma matriz de composição granítica rica em álcalis, envolvendo minerais e fragmentos de rochas derivados estritamente do granito impactado. Apesar da natureza mista das rochas impactadas neste evento (rochas sedimentares e graníticas) os dados de rocha total para os elementos maiores e menores (incluindo elementos do grupo da platina) indicam que o fundido foi gerado localmente, sem contato com a sequência sedimentar ou o bólido impactante. Similar a brechas pseudotaquilíticas, as rochas fundidas em Araguainha formaram-se isoladas, provavelmente abaixo da zona de fusão por impacto. A análise multispectral dos mapas químicos obtidos por raios-X e de química mineral do embasamento granítico e dos fundidos de impacto e seus clastos indicaram que o fundido originou-se por fusão seletiva do plagioclásio, feldspato potássico e biotita. O plagioclásio e o feldspato potássico fundiram-se discretamente e de forma isolada, produzindo domínios no fundido que combinam estequiometricamente com estes minerais. O fundido derivado da biotita mostrou maior mobilidade e misturou-se mais facilmente com os outros fundidos. Nenhuma evidência de fusão por fricção foi encontrada. Os fundidos em sua fase inicial migraram por uma densa rede de micro fraturas antes de serem incorporados pelos principais bolsões de rocha fundida. Evidências encontradas nesse trabalho indicam que fundidos produzidos localmente, como as brechas pseudotaquilíticas, são produzidos por fusão seletiva de minerais dentro da rocha impactada. Associou-se, desta forma, a fusão dos minerais com as temperaturas de pós-choques, que podem ter aumentado para além do ponto de fusão de feldspatos e biotita. Abstract: Clast-bearing impact melts and pseudotachylitic breccias are found in crystalline target rocks of many impact structures around the world. They are formed under the extreme pressure-temperature conditions that accompany the meteorite collision, and record important clues to the process associated with hypervelocity impacts and planetary evolution. Here we provide important insights into the generation, extraction and crystallization of clast-laden melt rocks from the Araguainha impact structure in central Brazil. The melt bodies in the central uplift are characterized by an alkalai-rich granitic matrix embedding mineral and rock fragments derived strictly from granite target rocks. Despite the mixed nature of the target rocks - sedimentary and granitic rocks -bulk-rock major and trace element (including platinum group elements) data indicate that the granitic melts were generated locally, without direct contact with the sedimentary sequence or the projectile. Similarly to pseudotachylitic breccias, the Araguainha melt rocks formed in isolation, probably below the zone of impact melting. Multispectral analysis of X-ray maps and mineral chemistry from clasts and granitic targets indicate that the melt originated by selective melting of plagioclase, K-feldspar and biotite. Plagioclase and K-feldspar melted discretely and in isolation, producing domains in the melt which closely match the stoichiometry of these minerals. The biotite derived melt component appears to have been more mobile and mixed more readily with the other melts. No textural evidence for friction melting has been found. The initial melt phases have migrated through a dense network of microfractures before being assembled into main melt bodies. Evidence provided here indicates that locally produced melt bodies such as pseudotachylitic breccias, are produced by selective melting of minerals within the target rocks. We relate the melting of the minerals to the post-shock temperatures that may have risen beyond the melting point of biotite and feldspars. Mestrado Geologia e Recursos Naturais Mestre em Geociências

Este trabalho objetiva a caracterização petrológica, geoquímica, geocronológica e metamórfica das rochas ortoderivadas pertencentes ao Complexo Metamórfico Brusque em duas regiões: Itapema e Botuverá, Santa Catarina, Brasil. Dos litotipos, destacam-se as exposições de rochas metamáficas e metaultramáficas, ocorrentes em ambas regiões. Em Itapema também foram investigados corpos de leucogranitos peraluminosos e na região da cidade de Botuverá foram investigados diques de diabásio e lamprófiro espessartítico. A análise das condições de geração e das fontes dos eventos magmáticos responsáveis pela geração destas rochas foi fundamental para a caracterização e avaliação do significado tectônico destas unidades no CMB, que foram posicionadas durante os períodos pré, sin e pós colisionais de evolução deste. A foliação regional do complexo é representada por uma S2 de baixo ângulo na região de Itapema e por uma superfície de mais alto ângulo na região de Botuverá, basculada por atuação da fase D3. Dados de geotermometria Hb-Pl indicam que a foliação principal dos xistos máficos foi gerada em condições da transição entre as fácies xistos verdes e anfibolito inferior. O magmatismo pré-orogênico do Complexo Metamórfico Brusque é constituído por lentes de rochas máficas-ultramáficas, produtos do metamorfismo de basaltos, gabros, rochas cumuláticas relacionadas e sedimentos vulcanogênicos. Estas rochas possuem afinidade toleítica e um elevado teor de ETR leves e elementos LILE. A análise de razões de elementos incompatíveis, a disposição dos corpos ígneos intercalados aos metassedimentos e a ausência de crosta oceânica sugerem que foram posicionados em ambiente tipo intra-placa continental, síncronos a sedimentação da bacia. Os valores iniciais de εNd entre -2.96 e 5.05 das rochas metavulcânicas de Itapema e entre -0.14 e -6.97 das rochas de Botuverá indicam a participação de crosta paleoproterozóica na gênese destes magmas. Os valores em geral elevados de 87Sr/86Sr justificam o envolvimento da crosta continental, e os valores mais altos encontrados em Botuverá, destacam o maior envolvimento deste componente na região. O magmatismo sin tectônico está representado por corpos de leucogranitos peraluminosos que mostram posicionamento concordante com a foliação S2. Os parâmetros composicionais destas rochas caracterizados pelas baixas razões K2O/Na2O, CaO/Na2O e LaN/YbN, os baixos teores de Rb, Sr, Zr, Y, Yb e Lu, são consistentes com uma evolução associada com magmas gerados a partir da fusão parcial de rochas crustais de composição pelíticas ricas em quartzo, com participação restrita de processos de diferenciação. Na região de Botuverá a ocorrência de diques de lamprófiros e diabásios que cortam as unidades metamórficas indica que seu posicionamento é pós-colisional. Geoquimicamente possuem afinidade entre as séries toleítica e shonshonítica. O padrão de distribuição dos elementos traços e as razões Th/Yb e Ta/Yb indicam que a extração dos diabásios ocorreu a partir de uma fonte mantélica enriquecida, com presença de rutilo e granada no resíduo e fortemente contaminada por crosta. Estas características são semelhantes às encontradas em rochas vulcânicas básicas pós-colisionais no sul do Brasil. Os dispersos valores de єNd(618) para os termos básicos, variando entre -13.74 e +5.52 destacam a heterogeneidade da fonte e reforçam a importância do componente crustal na geração destas rochas. Foi obtida uma idade concordante de 618 ±8.7 Ma (LA-ICP-MS) pelo método U-Pb em zircão, balizando a idade dos primeiros processos magmáticos pós-colisionais da orogênese brasiliana para a região de Botuverá. This work objective the characterization of the petrology, geochemistry, geochronology and metamorphism of ortoderivate rocks that belong to Brusque Metamorphic Complex BMC) in two regions: Itapema and Botuverá, Santa Catarina, Brazil. Within these, good expositions of mafic and metaultramafic rocks occur in both regions. In Itapema, bodies of peraluminous leucogranites were also investigated. Around Botuverá were investigated diabase dikes and lamprophyres. The analysis of the conditions of generation and sources of magmatic events responsible for the development of these rocks was essential for the characterization and assessment of the significance of these tectonic units in the BMC, and it were placed during the pre-, syn-and post-collisional period of it’s evolution. The regional foliation of the complex is represented by a low angle S2 surface in Itapema region and a higher angle foliation in the region of Botuverá, folded by actuation of the D3 event. Petrography and Hb-Pl geothermometry data indicate that the main foliation of the mafic schists was generated in conditions between the transition of greenschist and lower amphibolite facies. The pre-orogenic magmatism of the Brusque Metamorphic Complex consists of lenses of mafic-ultramafic, products from the metamorphism of basalts, gabbros, related cumulate rocks and volcanogenic sediments. These rocks have a tholeiitic affinity and high contents of LREE and LILE elements. The analysis of incompatible elements ratios, the position of igneous bodies intercalated with the metasediments and the absence of oceanic crust suggest that the basalts were placed in an intra-continental plate environment, synchronous with sedimentation of the basin. The initial εNd values between -2.96 and 5.05 for the metavolcanics of Itapema and between -0.14 and -6.97 for the rocks of Botuverá indicate the involvement of Paleoproterozoic crust on the genesis of these magmas. The generally high 87Sr/86Sr values justify the involvement of crust, and the highest values found in Botuverá, highlight the greater involvement of this component in the region. Syn tectonic magmatism is represented by bodies of peraluminous leucogranite showing emplacement concordant to S2 foliation. Compositional parameters of these rocks characterized by low ratios K2O/Na2O, CaO/Na2O and LaN / YbN, low levels of Rb, Sr, Zr, Y, Yb and Lu, are consistent with magmas generated from partial melting of pelitic rocks, with limited participation of differentiation processes. In the region of Botuverá the occurrence of diabase dykes and lamprophyres cutting the regional metamorphic units indicates that its position is post-collisional. Geochemically show affinity between the tholeiitic and shonshonitic series. The distribution pattern of trace elements and the Th/Yb for Ta/Yb ratios indicate that extraction of diabase occur from an enriched mantle source, with the presence of rutile and garnet in the residue and heavily contaminated by crust. These characteristics are similar to those found in rocks post-collisional basaltic volcanic in south Brazil. The scattered values of єNd (618) in basic terms, ranging between -13.74 and +5.52 highlight the heterogeneity of mantle supply and reinforce the importance of crustal component in the generation of these rocks. A concordant age of 618 ± 8.7 Ma by U-Pb (LA-ICP-MS) zircon method were obtained, marking a early magmatic processes of post-collisional Brasiliano orogeny in the region of Botuverá.

O Complexo Encantadas é uma unidade Paleoproterozóica constituída por gnaisses tonalíticos, trondhjemíticos e dioríticos com presença subordinada de anfibolitos e rochas metaultramáficas ricas em hornblenda. Este complexo é cortado por corpos tabulares de metagranitos porfiríticos e equigranulares que se encontram posicionados ao longo de uma zona de cisalhamento dúctil de disposição suborizontal. Esta estrutura define o contato entre os Complexos Encantadas e Porongos, respectivamente, infra e supra-estrutura do Domo de Santana da Boa Vista. Os metagranitos têm afinidade cálcico-alcalina médio a alto-K e caráter levemente peraluminoso. A evolução como termos independentes indica que os metagranitos representam unidades petrológicas distintas, sendo afetados por processos de fracionamento de plagioclásio, biotita, zircão e apatita. Os metagranitos apresentam enriquecimento em ETRL e empobrecimento em ETRP, com valores elevados de Ba, Rb, Sr, U e Th, anomalias negativas de Nb e Ti, dispondo-se no campo das rochas geradas em ambientes de arco magmático. Os dados estruturais indicam que os metagranitos tiveram uma evolução complexa, e sua colocação é contemporânea a D1 e, portanto, de acordo com os dados geocronológicos disponíveis, sua idade situa-se próxima de 2 Ga, que é a idade presumível do metamorfismo de facies anfibolito, interpretado aqui como um evento orogênico, provavelmente colisional. Os metagranitos porfiríticos e equigranulares juntamente com os gnaisses dioriticos, tonaliticos e trondhjemiticos do Complexo Encantadas constituem uma associação magmática de ambiente de margem continental ativa, cujo magmatismo está associado a fontes mantélicas metassomatisadas por fluídos derivados de subducção litosférica durante o Paleoproterozóico. The Encantadas Complex is a Paleoproterozoic unit constituted by tonalitic, trondhjemitic and dioritic gneisses with rare presence of amphibolites and hornblende-rich metaultramafic rocks. This complex is cut by tabular bodies of porphyritic and equigranular metagranites which are emplaced along a ductile shear zone with suborizontal disposition. This structure defines the contact between the Encantadas and Porongos complexes, respectively, infrastructure and suprastructure of Santana da Boa Vista Dome. The metagranites have medium to high-K calc-alkaline affinity and slightly peraluminous character. The evolution as independent terms indicates The metagranites represent distinct petrologic units with independent evolution, that are affected by fractionating of plagioclase, biotite, zircon and apatite. The metagranites show enrichment in LRRE and depletion of HREE, with high values of Ba, Rb, Sr, U and Th and negative anomalies of Nb and Ti, like granites of magmatic arc. Structural data indicate that metagranites have had a complex evolution, and their emplacement was simultaneous with D1 event which, according to the available geochronological data, has age close to 2 Ga. This event is interpreted as a metamorphic one associated with a collisional orogeny. Porphyritic and equigranular metagranites together with gneisses of Encantadas Complex constitute an active continental margin arc association, whose magmatism is related to metasomatised-mantle sources affected by fluids derived from the subducted lithophere during the Paleoproterozoic times.

O Complexo Metamórfico Brusque (CMB) é uma das principais unidades do Cinturão Tijucas em Santa Catarina. Na região de Itapema este complexo é composto por uma associação de metassedimentos com ocorrência subordinada de rochas metavulcânicas máficas e ultramáficas. Estas rochas estão expostas na forma de quatro corpos principais com espessuras métricas a decimétricas intercalados com metapelitos, quartzitos e xistos calci-silicáticos. As rochas máficas estão representadas por metabasaltos e anfibólio xistos e as rochas ultramáficas por xistos magnesianos, sendo interpretadas como fluxos máficos interacamadados. São reconhecidas texturas blastoporfiríticas e blastoamigdaloidais. Geoquimicamente são reconhecidas duas suítes vulcânicas compostas por basaltos toleíticos e basaltos komatiíticos do tipo hiperstênionormativo e com distinta composição de elementos traços. A composição geoquímica e os padrões de elementos traços mantélicos normalizados apresentam feições características de basaltos toleíticos continentais e sugerem fontes mantélicas enriquecidas em elementos crustais. As relações de campo, geoquímicas e a composição dos protólitos indicam que os corpos de rochas máficas e ultramáficas estudados foram provavelmente originados no mesmo ambiente tectônico. Estes corpos representam episódios vulcânicos gerados em um ritf continental de idade paleo a mesoproterozóica. Dentro do contexto regional, a formação das unidades vulcânicas e dos metassedimentos do Complexo Metamórfico Brusque marca um período de fragmentação da antiga crosta continental Paleoproterozóica representada nesta região pelos gnaisses do Complexo Granulítico de Santa Catarina e do Complexo Camboriú. Brusque Metamorphic Complex is one of main units of the Tijucas belt in Santa Catarina. In Itapema region this complex is composed by metasedimentary association with subordinate presence of mafic and ultramafic metavolcanic rocks. The metavolcanic units are exposing like four bodies of metric to decametric thickness interlayered with metapelites, quartzites and calc-silicate schists. The mafic rocks are represented by metabasalts and amphibole schists and the ultramafic rocks by magnesian schists. These rocks are interpreted as interlayered mafic flows. Blastoporphyritic and blastoamigdaloidal textures are recognized in metabasalts. Geochemically are identified two volcanic suites composed by tholeiitic basalts and komatiitic basalts of hy-normative type with distinct trace elements characteristic. The chemical composition and normalized mantelic trace elements present typical features of continental tholeiitic basalts and suggests crustal elements enriched mantelic sources. The field relations, geochemistry and protolith composition indicates that studied mafic and ultramafic bodies were probably originated in the same tectonic environment. These bodies represent volcanic episodes generated in a continental rift of paleo to mesoproterozoic age. Into the regional context, the formation of volcanogenic and metasedimentary units of Brusque Metamorphic Complex mark a period of fragmentation of ancient paleoproterozoic continental crust represented in this region by gneisses of Santa Catarina Granulitic Complex and by Camboriú Complex.