Nd-Sr isotopic geochemistry and U-Pb geochronology of the Fé granitic gneiss and Lajedo granodiorite: implications for paleoproterozoic evolution of the mineiro belt, southern São Francisco Craton, Brazil

O gnaisse granítico Fé e o granodiorito do Lajedo são plutons félsicos associados à evolução paleoproterozóica do Cinturão Mineiro na porção sul do Craton São Francisco. O pluton Fé está localizado ao norte da zona de cisalhamento do Lenheiro - importante feição estrutural associada a falhas compartimentando regionalmente o cinturão Mineiro. Esta intrusão possui xenólitos de gnaisse e anfibolito do greenstone belt Rio das Mortes e de rochas máficas de corpos piroxeníticos - gabróicos que afloram nas proximidades. O granodiorito do Lajedo está localizado ao sul da zona de cisalhamento do Lenheiro, possui xenólitos de anfibolito do greenstone belt Nazareno e é intrusivo nas rochas metamáficas do corpo peridotítico - piroxenítico Forro e em rochas anfibolíticas do greenstone belt Nazareno. A composição modal do gnaisse granítico Fé é variável, de monzogranito a sienogranito; o pluton é peraluminoso e apresenta conteúdos de K2O compatíveis com tendências cálcio-alcalina médio K e cálcio-alcalina alto K, enquanto o pluton do Lajedo varia de granodiorítico a tonalítico, é peraluminoso e tem natureza cálcio-alcalina. O gnaisse granítico Fé possui idade U/Pb em zircão de 2191 ± 9 Ma e o granodiorito do Lajedo 2208 ± 26 Ma. Os isótopos de Nd e Sr dos dois corpos revelam que componentes crustais participaram da gênese dos protólitos em ambiente de arco plutônico, com proporções variáveis de componente juvenil (tipos DMM e EMI) de idade possivelmente paleoproterozóica. Em particular, as baixas razões iniciais 87Sr/86Sr encontradas para os dois plutons do cinturão Mineiro são consistentes com a participação de materiais máficos na gênese dos corpos estudados em vez de crosta profunda. Tectonicamente, os resultados geocronológicos, isotópicos e os dados geológicos do gnaisse granítico Fé e do granodiorito do Lajedo são compatíveis com etapas pré- e sintectônica do Cinturão Mineiro, quando foram gerados os corpos: quartzo diorito do Brito (2221 ± 2 Ma), o granodiorito Brumado de Cima (2219 ± 2 Ma), o granodiorito Brumado de Baixo (2218 ± 3 Ma), o quartzo monzodiorito Glória (2188 ± 29 Ma), o tonalito/trondhjemito Cassiterita (2162 ± 10 Ma), o diorito Rio Grande (2155 ± 3 Ma), o diorito Brumado (2131 ± 4 Ma) e o granito Cassiterita (2131 ± 7 Ma).The Fé granitic gneiss and Lajedo granodiorite belong to a voluminous felsic-mafic plutonism, tectonically linked to Paleoproterozoic magmatic evolution of the Mineiro Belt, southern portion of the São Francisco Craton, central-eastern Brazil. The Fé pluton is located north of the Lenheiros shear zone and is intrusive with respect to the Rio das Mortes greenstone belt and pyroxenite - gabbroic bodies, as indicated by xenoliths of gneiss and amphibolite, in the first case, and pyroxenite in the latter. The Lajedo granodiorite is located south of the Lenheiros shear zone and cuts the metamafic rocks of the Forro peridotite - pyroxenite and mafic and intermediate rocks of the Nazareno greenstone belt, as evidenced by xenoliths from the latter unit. The modal composition of the Fé granitic gneiss lies within the ranges of monzogranite and syenogranite. It is peraluminous and shows a large variation in K2O content, which implies a middle-K calc-alkaline to high-K calc-alkaline tendency. The Lajedo modal composition is consistent with granodioritic and tonalitic compositions. It indicates a predominantly peraluminous composition and calc-alkaline character. The U-Pb zircon crystallization age of the Fé granitic gneiss is 2191 ± 9 Ma, whereas the Lajedo granodiorite yields 2208 ± 26 Ma. The Nd/Sr characteristics of the Fé and Lajedo plutons are consistent with mixtures of enriched mantle (EMI-type), DMM and crustal components during magma genesis in a plutonic arc setting, while the low 87Sr/86Sr i ratios point to contribution of mafic rock protoliths during magma genesis. This is also in accordance with the characteristic xenoliths observed within the investigated plutons from the Nazareno and Rio das Mortes greenstone belts. The Fé granitic gneiss and Lajedo granodiorite show tectonic characteristics which are comparable to those of nearby coeval plutons: Brito quartz-diorite (2221 ± 2 Ma), Brumado de Cima granodiorite (2219 ± 2 Ma), Brumado de Baixo granodiorite (2218 ± 3 Ma), Gloria quartz-monzodiorite (2188 ± 29 Ma), Cassiterita Trondhjemite/Tonalite (2162 ± 10 Ma), Rio Grande diorite (2155 ± 3 Ma), Brumado diorite (2131 ± 4 Ma) and Ritápolis granite (2121 ± 7 Ma). As a whole, the integrated data and geologic setting of the plutons in the Mineiro belt define a well-constrained pre- to syntectonic phase of the Mineiro Belt to the period between 2221 and 2121 Ma

Geoquímica do Quartzo Monzodiorito Glória: implicações para a evolução paleoproterozóica do setor sudeste do Cinturão Mineiro, Estado de Minas Gerais, Brasil

The Glória quartz-monzodiorite originated at 2188 ± 29 Ma ago in the central segment of the Paleoproterozoic Mineiro belt is intrusive into the Rio das Mortes greenstone belt. Most of the major, minor and trace elements have not been extensively modified during the regional metamorphism. The Glória quartz-monzodiorite shows a calc-alkaline, metaluminous, arc-related geochemical signature, and displays major and minor trace element differences among the recognized fine, fine/medium and medium-grained facies. The medium-grained facies rocks show SiO2 variation (from 58.2% to 64.3%) that allows subdivision into two sub-facies (medium I and II). The REE contents of the fine/medium and medium-grained sub-facies I show prominent LREE enrichment ([La/Yb]N between 29.7 and 38.0) and weak negative Eu anomalies. Geochemical modeling and trace element ratios support that the chemical differences resulted from progressive fractional crystallization of amphibole in fine, fine/medium and medium I sub-facies and plagioclase in medium II sub-facies. Overall field observations, geochemistry and age determinations of coeval Paleoproterozoic plutons in the region between Lavras and São João del Rei cities indicate that the Glória quartz-monzodiorite represents the old body of the pre-collisional phase of the Mineiro belt.O Quartzo Monzodiorito Glória é um corpo máfico associado à evolução paleoproterozóica do Cinturão Mineiro, porção sudeste do Cráton São Francisco, Estado de Minas Gerais, Brasil. Este é intrusivo nas rochas do greenstone belt Rio das Mortes e tem idade de cristalização de 2188 ± 29 Ma. Suas rochas podem ser subdivididas em fácies fina, fina/média e média, as quais apresentam assinatura geoquímica cálcio-alcalina, metaluminosa e de arco magmático. A variação do conteúdo de SiO2 (de 58,2% a 64,3%) das rochas da fácies média permitiu a subdivisão da mesma em duas sub-fácies: média I e média II. O padrão de distribuição dos ETR da fácies fina/média e da sub-fácies média I apresenta pronunciado enriquecimento dos ETRL ([La/Yb]N entre 29,7 e 38,0) e sutil anomalia negativa de Eu. A caracterização geoquímica e as razões entre os elementos traços apontam que as diferenças observadas entre as fácies e sub-fácies devem-se ao fracionamento de anfibólio nas fácies fina, fina/média e sub-fácies média I e de plagioclásio na sub-fácies média II. Os dados geoquímicos, as observações de campo e os dados radiométricos de corpos plutônicos da região entre Lavras e São João del Rei apontam que o Quartzo Monzodiorito Glória é, até o presente momento, o representante mais antigo de composição diorítica gerado durante o estágio pré-colisional do Cinturão Mineiro

Geologia e Petrografia do Quartzo Monzodiorito Glória, Cinturão Mineiro, Porção Sul do Cráton São Francisco, Estado de Minas Gerais

Mafic and felsic plutons of the Mineiro Belt occur nearby the Lavras and Conselheiro Lafaiete cities, in the southern portion of the São Francisco Craton. The Glória Quartz-Monzodiorite is a small mafic intrusion (9km2) emplaced into schists, metapelites, and amphibolites associated with the Rio das Mortes Greenstone Belt. This pluton bears ultramafic and amphibolite xenoliths, and is intruded by pegmatite and granitic dikes of the Ritápolis Granitoid. The Glória Quartz-Monzodiorite includes diorites, quartz- diorites, quartz-monzodiorites, and tonalites. These rocks are subdivided into three coeval granolumetric facies that may represent members of associated subalkaline series resulting from differentiation of a parental andesitic/dioritic liquid. The primary mineral assemblage of the Glória Quartz-Monzodiorite was overprinted by a greenschist metamorphic paragenesis composed of actinolite, albite, sphene, and epidote. Actinolite was further replaced by metassomatic biotite taken as derived from a potassic fluid influx associated with pegmatite and granitic dikes of the Ritápolis Granitoid. The metamorphic and metassomatic mineral assemblages of the Glória Quartz-Monzodiorite may have taken place in the 2.131 ± 4 Ma and 2.121 ± 7 Ma time range, according to available minimum ages from the crystallization of Brumado Diorite and Ritapolis Granitoid. Therefore, both processes are probably tectonically related with the Paleoproterozoic evolution of the Mineiro Belt.A região entre as cidades de Lavras e Conselheiro Lafaiete, na borda meridional do Cráton São Francisco, é caracterizada pela presença de diversos corpos plutônicos félsicos e máficos, que encontram-se relacionados à evolução paleoproterozóica do Cinturão Mineiro. Dentre os corpos máficos, destaca-se o Quartzo Monzodiorito Glória, que ocorre encaixado em anfibolitos e rochas metassedimentares da Faixa Greenstone Rio das Mortes. Este corpo apresenta enclaves de rochas metaultramáficas e anfibolitos, além de ser cortado por pegmatitos, diques e apófises correlacionados ao Granitóide Ritápolis. As rochas do Quartzo Monzodiorito Glória foram subdivididas em três fácies granulométricas (fina, fina/média, média), que são mesocráticas e abrangem litótipos dioríticos, quartzo dioríticos, quartzo monzodioríticos, tonalíticos e, muito restritamente, quartzo monzoníticos. Sugere-se que as rochas dessas três fácies poderiam ser membros cogenéticos de uma associação ígnea originada a partir da diferenciação de um magma subalcalino andesítico/diorítico. A mineralogia primária do Quartzo Monzodiorito Glória foi parcialmente substituída por uma paragênese metamórfica de fácies xisto verde, representada principalmente por actinolita, albita, titanita e epidoto. Fluidos potássicos relacionados aos diques do Granitóide Ritápolis proporcionaram o crescimento metassomático de biotita a partir da substituição da actinolita de origem metamórfica. Propõe-se que as transformações metamórficas e metassomáticas potássicas estariam associadas ao intervalo entre 2.131 ± 4 Ma e 2.121 ± 7 Ma e, desta forma, relacionadas à evolução paleoproterozóica do Cinturão Mineiro

Estudo Mineralógico e Químico da Cassiterita e de suas Inclusões Sólidas: Implicação com a Paragênese das Mineralizações da Província Pegmatítica de São João del Rei, Minas Gerais, Brasil

The São João del Rei Pegmatite Province extends over 1400km2 in the southern portion of the Minas Gerais State, Brazil. This pegmatite province is characterized by Sn-Ta bearing granite pegmatite swarms which are distributed along the Nazareno - São Tiago (Volta Grande pegmatites), Ritápolis (Paiol mine and Penedo pegmatites), São João del Rei and Coronel Xavier Chaves (Garimpo Cascalho Preto) areas. The pegmatites have expressive cassiterite - tantalite modal contents and cut the sequences of the Barbacena Greenstone Belt being spatially associated with the paleoproterozoic Ritápolis Granitoid (2.121 ± 7 Ma). Semi quantitative SEM-EDS analyses of cassiterite grains from the pegmatites of four areas indicate wide compositional range: 94,5 – 99,0% wt. of SnO2; 0,6 - 4,4% wt. of Ta2O5 and 0,1 – 1,0% wt. of Nb2O5. Analysis of solid inclusions hosted in the cassiterite reveal the presence of columbite-tantalite, tantalite, manganotantalite, plumbotantalite, pyrochlore, microlite, bariomicrolite, zirconiferous hafnon, hafniferous zircon, zircon, sphalerite, biotite, albite, rutile with niobium and probable wodginite and ferrowodginite. The hafniferous zircon, bariomicrolite and microlite inclusions hosted in the cassiterite indicate that Sn mineralization process developed during a hydrothermal stage in the pegmatites bodies. The inclusions of columbite-tantalite, tantalite, manganotantalite and plumbotantalite in the cassiterite point to a late crystallization stage of this mineral in relations to the former niobates-tantalates.A Província Pegmatítica de São João del Rei ocupa uma área de cerca de 1400km2 (70km de comprimento por 20km de largura) e abrange os municípios de Nazareno, São Tiago, Cassiterita, São João del Rei, Ritápolis e Coronel Xavier Chaves, na porção sul do Estado de Minas Gerais. Nesta província destaca- se a presença de um enxame de corpos pegmatíticos mineralizados em Sn e Ta, que cortam as rochas do Greenstone Belt Barbacena e de diversos corpos plutônicos paleoproterozóicos. Os corpos pegmatíticos, de idade não determinada, foram espacialmente associados ao Granitóide Ritápolis, cuja idade mínima de cristalização (evaporação de Pb em zircão) é de 2.121 ± 7 Ma. Análises semiquantitativas por MEV-EDS de grãos de cassiterita de oito amostras de quatro áreas desta província (Nazareno - São Tiago; Ritápolis; São João del Rei; e Coronel Xavier Chaves) apontam variações no conteúdo de SnO2 (94,5 a 99,0% em peso), Ta2O5 (0,6 a 4,4% em peso) e Nb205 (0,1 a 1,0% em peso). Análises das inclusões sólidas encontradas nesses mesmos grãos de cassiterita por MEV-EDS indicam a presença de columbita-tantalita, tantalita, tantalita rica em Pb, tantalita rica em Mn, microlita, bariomicrolita, pirocloro, hafnão zirconífero, zircão hafnífero, zircão, esfalerita, biotita, albita, rutilo com nióbio e prováveis wodginita e ferrowodginita. As inclusões de zircão hafnífero, microlita e bariomicrolita nos grãos de cassiterita estudados indicam que a mineralização em estanho sucedeu à fase mineralizadora responsável pela cristalização destes três minerais, desenvolvendo- se, também durante a fase hidrotermal dos pegmatitos. Ainda em relação a paragênese das mineralizações pegmatíticas, indica-se que as inclusões de columbita-tantalita, tantalita, tantalita rica em Pb e tantalita rica em Mn, hospedadas na cassiterita apontam para o seu caráter tardio, em relação aos niobotantalatos

Metamorfismo Paleoproterozóico do Cinturão Mineiro: Considerações Petrográficas a Partir dos Dioritos Brumado e Rio Grande

The Brumado and Rio Grande diorites are located in the southernmost portion of São Francisco craton and are composed mainly of hornblende and calcic plagioclase. The rocks of these bodies are represented by diorites, quartz-diorites, and tonalites. Brumado diorite was subdivided into four facies (course, medium, fine/medium, and microporphyritic seriate), while primary features were not present in Rio Grande diorite. Brumado and Rio Grande diorites display xenoliths of amphibolites and metaultramafic rocks of Rio das Mortes greenstone belt. Dykes and apophysis of Ritápolis granitoid (2121 ± 7 Ma) and Itumirim granitoid (2101 ± 8 Ma) cut randomly the dioritic bodies. The minimum ages of crystallization of Rio Grande (2155 ± 3 Ma) and Brumado (2131 ± 4 Ma) diorites relate them to the Mineiro belt Paleoproterozoic evolution. The primary mineralogy of both bodies was modificated by a green schist metamorphic facies characterized by actinolita+albite+epidote+sphene paragenesis. The presence of pale blue hornblende in the Rio Grande diorite indicates conditions of green schist or epidote amphibolite. The minimum age of regional metamorphic event that occurred in the Lavras–São João del Rei cities vary between 2121–2101 Ma and is significantly older than the reported metamorphic event in the Quadrilátero Ferrífero region (2059-2041 Ma). The metamorphic mineralogy of Brumado diorite was locally modified by a potassic metassomatic event related to the Ritápolis granitoid.Os dioritos Brumado e Rio Grande estão localizados na borda meridional do cráton São Francisco e reunem rochas dioríticas, quartzo-dioríticas e tonalíticas compostas principalmente por hornblenda verde e plagioclásio cálcico. O diorito Brumado foi subdividido em quatro fácies, designadas de grossa, média, média- fina e microporfirítica seriada, enquanto no diorito Rio Grande, por estar deformado, feições faciológicas não foram individualizadas. Os dois corpos dioríticos possuem xenólitos de rochas anfibolíticas e metaultramáficas do greenstone belt Rio das Mortes e são cortados por diversos diques e apófises de rochas granitóides com idades variando entre 2121 ± 7 Ma (granitóide Ritápolis) e 2101 ± 8 Ma (granitóide Itumirim). As idades mínimas de cristalização dos dioritos Rio Grande (2155 ± 3 Ma) e Brumado (2131 ± 4 Ma) relacionam os mesmos à evolução Paleoproterozóica do cinturão Mineiro. A mineralogia primária dos dois corpos dioríticos foi modificada por um evento metamórfico de fácies xisto verde caracterizado pela paragênese actinolita+albita+epidoto+titanita. A presença de hornblenda verde azulada no diorito Rio Grande sugere temperatura de metamorfismo um pouco mais elevada em relação ao diorito Brumado, porém ainda dentro do intervalo da fácies xisto verde ou, no máximo, epidoto anfibolito. A idade mínima do evento metamórfico regional na região entre Lavras e São João del Rei varia entre 2121 e 2101 Ma e é diferente da idade do pulso metamórfico desenvolvido no Quadrilátero Ferrífero, que varia entre 2059 Ma e 2041 Ma. A mineralogia metamórfica do diorito Brumado foi substituída, em certos locais, por uma paragênese metassomática potássica, relacionada à intrusão de diques e apófises do granitóide Ritápolis

Stockscheider Quartzo-Moscovíticos e Pegmatíticos na Zona de Cúpula do Granitóide Ritápolis, Região de São João del Rei, Minas Gerais

Clusters of essentially quartz-muscovitic rocks were found in four areas of the São João del Rei Pegmatite Province in close association with pegmatites positioned parallel to the contact between the Ritápolis granitoid and the metavolcanic - metasedimentary rocks of the Rio das Mortes greenstone belt. The suite of accessory minerals associated to the quartz-muscovite and pegmatite stockscheider (columbite-tantalite, cassiterite, gahnite, zircon, xenotime and monazite) are similar to those determined for the pegmatites of the province. The mineralogy of inclusions (Pb-tantalite, microlite, Pb-microlite, U-microlite, Ba-microlite, Hf-rich zircon) in the Fe-columbite associated to the stockscheider is similar to those determined for the Fe-columbite of the more evolved pegmatites found in the province. The quartz-muscovite and pegmatite stockscheider are related to Ritápolis granitoid with is related to the other pegmatites of São João del Rei Pegmatite Province. The proposed mechanism for the formation of clusters of muscovite-quartz and pegmatitic stockscheider is the crystallization of pockets of tardi-magmatic and pos-magmatic hydrothermal - metasomatic fluids segregated from the parental granitic magma and injected into fractures parallel to the roof contact of the granitoid dome.Em quatro áreas da Província Pegmatítica de São João del Rei são encontrados clusters de corpos constituídos basicamente por quartzo-moscovita, que estão em estreita associação com pegmatitos posicionados paralelamente à zona de cúpula do granitóide Ritápolis, no contato deste com as rochas metassedimentares - metavulcânicas da faixa greenstone Rio das Mortes. As associações mineralógicas determinadas para os stockscheider quartzo-moscovíticos e pegmatíticos, representadas por columbita-tantalita, cassiterita, gahnita, zircão, xenotímio e monazita, são semelhantes às determinadas para os demais pegmatitos da Província Pegmatítica de São João del Rei. Os tipos de inclusões (Pb-tantalita, microlita, Pb-microlita, U-microlita, Ba-microlita, zircão rico em Hf) contidas na Fe-columbita associada ao stocksheider também são as mesmas da Fe-columbita associada aos pegmatitos mais evoluídos da província. Os stockscheider quartzo-moscovíticos e pegmatíticos estão vinculados ao granitóide Ritápolis e este, aos demais pegmatitos da Província Pegmatítica de São João del Rei. O mecanismo proposto para a formação dos clusters de stockscheider quartzo-muscovíticos e pegmatíticos é o da cristalização de bolsões localizados contendo fluidos tardi-magmáticos e pós-magmáticos (hidrotermais - metassomáticos) segregados do magma granítico, os quais foram injetados ao longo de fraturas paralelas à zona de cúpula do granitóide Ritápolis