Evolução química do manto litosférico subcontinental no nordeste da Província Borborema com base em geoquímica elementar e isotópica

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Ngonge, Emmanuel Donald
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Componente FOZO; FOZO component; Intraplate alkali magmatism; Magmatismo alcalino intraplaca; Magmatismo toleítico; Subcontinental lithospheric mantle; Tholeiitic magmatism
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44141/tde-22082017-133944/

Essa tese de Doutorado tem por objetivo apresentar uma discussão sobre a evolução do manto litosférico subcontinental na região nordeste da Província Borborema, desde o Mesozóico até Cenozóico. Para isso foram obtidos dados de geoquímica elementar e isotópica de dois importantes eventos magmáticos expostos na região: (i) o enxame de diques toleíticos Ceará-Mirim (Cretáceo Inferior) e (ii) o vulcanismo alcalino Macau representado por plugs, necks e lavas com idades distribuídas desde o Oligoceno ao Mioceno.O enxame de diques de Ceará Mirim é composto de (i) olivina toleítos de alto-Ti, (ii) toleítos evoluídos de alto-Ti (TiO2>1,5 wt.%; Ti/Y>360), e (iii) toleítos de baixo-Ti (TiO2<1,5wt%; Ti/Y<360), todos com forte enriquecimento em elementos incompatíveis relativo ao manto primitivo. Os olivina toleitos exibem teores em Nb-Ta semelhante àqueles de magmas do tipo OIB. Ao contrário, os toleitos evoluídos de alto-Ti e os toleítos a baixo-Ti mostram anomalias negativas em Nb-Ta, as quais são mais pronunciadas nos basaltos de baixo-Ti. Os olivina toleítos mostram a razões iniciais 87 Sr/86Sr uniformes (0,7034-0,7037), enquanto que as composições isotópicas de Nd e Pb são variáveis, parte delas moderadamente radiogênicas(0,512518- 0,512699; 19,13-19,25). As composições isotópicas de Pb sugerem a contribuição de um componente FOZO na gênese desses olivina toleitos. Os outros toleítos apresentam valores muito mais variáveis, com 87Sr/86Sr radiogênicas (em comparação ao BSEt=127) e valores subcondríticos para Nd (<0,512442 ou \'épsilon\'Nd< -0,6). Quando combinadas com razões 206Pb/204Pb entre 17,08 e 18,41, os toleitos evoluídos de alto-Ti e os toleitos de baixo-Ti mostram afinidade com o componente EMI, sendo as características enriquecidas dos toleitos de baixo-Ti mais acentuadas devido a contaminação crustal durante ascensão. As similaridades com EMI, as anomalia de Nb e idades modelo TDM> 1 Ga, são evidências composicionais para atribuir a origem dos toleítos evoluídos de altoe baixo-Ti à fusão do manto litosférico subcontinental proterozóico, metasomatizado por um componente de subducção. Os dados de termometria aliados aos padrões fracionados de elementos terras raras indicam que a fusão deve ter acontecido a ~60 km,na região de transição granada-espinélio assumindo uma litosfera afinada durante o Cretáceo. Os olivina toleitos, por sua vez, teriam fundido em profundidades de ~75 km a partir da astenosfera tipo-FOZO, passivamente soerguida em decorrência de afinamento litosférico relacionado a esforços distensivos duranteo Cretáceo. O vulcanismo cenozóico Macau é representado por alcali-basaltos, basanitos e nefelinitos. Basaltos toleíticos são menos comuns. Em geral, os basaltos Macau guardam alguma semelhança com os olivina toleitos cretáceos. São enriquecidos em elementos incompatíveis e 6 em Nb-Ta, mas com características mais primitivas como10<MgO<15wt.% e 200<Ni<500ppm. Todos experimentaram fracionamento de olivina e clinopiroxênio, enquanto plagioclásio contribuiu em menor importância. O modelamento feito a partir de razões entre elementos terras raras combinado a dados termométricos indicam que os basanitos e alcali-basaltos teriam fundido a partir de lherzolitos a profundidade entre 80-90 km, na região de transição espinéliogranada, enquanto que os nefelinitos seriam produto da fusão (<0,1%) mais profunda,a ~120 km de profundidade (~1470ºC). As composições isotópicas Sr-Nd-Pb são semelhantes a magmas OIB gerados pela mistura de dois reservatórios, odelados como FOZO e EM. A identificação de FOZO no Cenozóico da Província Borborema aliada à ausência de um cenário tectônico compatível com afinamento litosférico/ascensão passiva da astenosfera e/ou presença de plumas,nos leva a propor que a astenosfera tipo-FOZO teria se re-equilibrado termalmente com o manto litosférico subcontinental desde o Cretáceo. Ao contrário, o componente EM nos basaltos Macau não pode ser correlacionado ao mesmo manto litosférico enriquecido identificado nos toleitos. Embora ainda não muito clara, sua origem é por ora atribuída a metassomatismo potássico provavelmente relacionado ao impacto da pluma de Fernando de Noronha sob o continente. As similaridades isotópicas entre esses basaltos oceânicos e os basaltos continentais sugerem que alguma ligação genética deve ser considerada. Por fim, composições isotópicas de Os e idades modelo TRD obtidos de xenólitos peridotíticos nos basaltos cenozóicos, registram a recorrência de múltiplos eventos de extração de magmas (1,3 a 0,1 Ga) e metassomatismo, confirmando a evolução química complexa experimentada pelo manto litosférico subcontinental no extremo nordeste da Província Borborema.