Análise da deformação nas ilhas oceânicas do Atlântico brasileiro : arquipélago de São Pedro e São Paulo e ilhas de Trindade e Fernando de Noronha

Orientadora: Profa. Dra. Barbara TrzaskosCoorientadores: Prof. Dr. Rodolfo José Angulo e Prof. Dr. Leonardo Evangelista LagoeiroTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa : Curitiba, 01/06/2021Inclui referências: p. 166-204Resumo: A tectônica do Atlântico Sul apresenta diversas peculiaridades, sendo controlada pelo magmatismo e pela ação das zonas transformantes e de fraturas que se desenvolveram desde a ruptura do Gondwana. As ilhas oceânicas brasileiras mais distantes da porção continental estão intimamente ligadas à evolução das zonas de fraturas que as circundam, sendo elas o Arquipélago São Pedro e São Paulo (ASPSP) e as ilhas de Trindade (IT) e Fernando de Noronha (IFN). Consequentemente essas estruturas causam a deformação dessas ilhas desde a sua formação até o presente momento. Através do mapeamento geológico e utilizando a análise multiescala foi possível identificar e detalhar estruturas como falhas, foliações miloníticas, feições cataclásticas, feições brechóides e bandas de deformação. Utilizando-se de estudos microtectônicos foram identificadas fases minerais e a presença de estilos deformacionais distintos em cada um dos arquipélagos estudados. Também foram executados estudos de paleotensões em planos de falhas, afim de recompor a evolução tectônica dos arquipélagos. Tratadas separadamente, em cada ilha se observou: (1) que o ASPSP apresenta evolução tectônica marcada pela rápida exumação mantélica, assinalando assim a transição de estruturas e microestruturas entre os regimes de deformação dúctil e semi-britlle. No regime dúctil houve intensa milonitização, em temperaturas entre 700º- 800º, com a recristalização da olivina e ortopiroxênios presentes nos peridotitos. A interação com fluídos originados do manto, criam domínios ricos em anfibólios e óxidos, marcando a passagem para o estágio de deformação semi-brittle. A contínua compressão e soerguimento, causada pela ação da Falha Transformante São Paulo, culmina na maior presença de fluidos hidrotermais, controlando quatro fases de serpentinização, associadas aos regimes semi-brittle e rúptil, em temperaturas entre 300º e 400.ºC. O último estágio de exumação é marcado pelo estabelecimento do regime de deformação rúptil, levando assim a fase de precipitação carbonática alojada em falhas e juntas de direção E-W, com tensões voltadas para a direção NW-SE similares aos sismos registrados atualmente na região. (2) A IT marca o evento vulcânico mais recente do território brasileiro (3.7 a <0.17Ma), aonde foi constatada a presença de falhas, que evoluíram de um momento distensional, com a formação de conjuntos de grabens e horts de direção NNW-SSE ao longo de toda ilha, para um momento transtrativo, associado a formação dos diques alcalinos e a formação de falhas oblíquas de direção NE-SW. Esse arranjo configura a instalação de tensões NW-SE, similares à aquelas observadas para a Plataforma Sul-americana. A evolução tectônica e as tensões transtrativas levaram também a formação de bandas de deformação, causadas pela cisalhamento e catáclase das rochas piroclásticas. (3) Em IFN, foram observadas falhas semelhantes as observadas, remetendo a momentos distensionais e posteriormente momentos transtrativos associadas a falhas direcionais, que indicam tensões principais de direções NW-SE. A compilação dos dados de tensões nos três arquipélagos permitiu associar a presença de tensões principais de direção NW-SE, similares as observadas em movimentos neotectônicos na plataforma Sul-americana e em outras localidades com mesmos contextos tectônicos. Palavras-chave: Regime de Transição Dúctil-Rúptil. Zonas de Fraturas Transformantes. Bandas de deformação. Ilhas vulcânicas. Rochas de Falha.Abstract: The South Atlantic tectonics has several controls of the deformation, being controlled by the magmatism and the action of the transforming and fractures zonesthat have developed since the Gondwana. The Brazilian oceanic islands furthest from the Brazilian mainland are closely linked to the evolution of the fracture zones that surround them, namely the São Pedro and São Paulo Archipelago (SPSPA) and the Trindade (TI) and Fernando de Noronha (FNI) Islands. Consequently, these structures lead to the deformation of these islands from their formation to the present moment. Through the geological mapping of tectonic structures and using a multiscale analysis it was possible to identify and detail structures such as faults, mylonitic foliations, cataclastic, breccia features and deformation bands. Using microtectonic approach on the rocks of these islands, distinct mineral phases and the presence of different deformational styles were identified in each of the studied archipelagos. Paleotension studies were also carried out on fault plans on these islands, in order to recompose the geological evolution of each of the studied archipelagos. Treated separately each island throughout this work was observed: (1) the ASPSP shows a tectonic evolution with rapid mantle exhumation, thus marking the transition of structures and microstructures between the ductile deformation regimes, causing intense milonitization, at temperatures between 700º-800º causing the intense recrystallization of olivine and orthopyroxenes present in peridotites. The interaction with fluids originating from the mantle creates domains rich in amphiboles and oxides, marking the passage to the semi-brittle deformation stage. The continuous compression and uplift caused by the action of the São Paulo Transformer Fault culminates in the greater presence of hydrothermal fluids, forming as a consequence four phases of veins, associated with semi-brittle to brittle regimes at temperatures between 300º and 400ºC. And the last stage of exhumation is marked by the establishment of the brittle deformation regime, thus leading to the phase of carbonate precipitation housed in faults and joints with E-W direction, with stresses strikes NW-SE direction similar to the earthquakes recalled for the region today. (2) IT marks the most recent volcanic event in the Brazilian territory (3.7 to <0.17Ma). On the island it was found by the presence of faults, evolving from an extensional moment, with the formation of sets NNW-SSWstriking grabens and horsts throughout the entire island, to a transtensional moment associated with the formation of alkaline dikes and the formation of faults oblique NE-SW direction, configuring the installation of NW-SE stresses, stresses similar to those observed for the South American Platform. The tectonic evolution and the transtensional stresses also led to the formation of deformation bands caused by the catáclase and the shear of the pyroclastic rocks. (3) In FN, faults similar to those observed in Trindade were observed, referring to extension moments and later transtractive moments associated with strike-slip faults, which indicate principal stresses strikes NW-SE. The compilation of stress data in the three archipelagos made it possible to associate the presence of main stresses strikes NW-SE, similar to those observed in neotectonic movements on the South American Plate. Keywords: Ductile-brittle transition. Transformer Fault. Deformation Band. Volcanic Islands. Fault Rocks

BRECHAS POLIFÁSICAS DA BORDA NOROESTE DA BACIA DO GUARATUBINHA, SUDESTE DO PARANÁ

As rochas brechadas, identificadas na borda noroeste da Bacia do Guaratubinha, estão restritas aos riolitos do Membro Escutador, Formação Serra do Salto. A unidade foi submetida a três eventos de deformação, sendo o primeiro evento (E1) relacionado a intenso tectonismo e hidrotermalismo. O presente trabalho tem por objetivo caracterizar as rochas de falha hidrotermalizadas associadas aos derrames riolíticos na Bacia do Guaratubinha. A definição dos mecanismos de deformação foi baseada na descrição microestrutural de amostras orientadas coletadas no núcleo e nas bordas dos planos de falha reconhecidos. Os corpos brechóides possuem espessura de até 1m, e apresentam feições de cominuição, desgaste por abrasão, brechação assistida por fluidos e desgaste por corrosão, indicando que a deformação e o hidrotermalismo concentraram-se ao longo dos planos de falha. Estes planos serviram de conduto para percolação de fluidos tardios, esses foram essenciais para formação da trama estrutural das brechas

Análise da deformação nas ilhas oceânicas do Atlântico brasileiro : arquipélago de São Pedro e São Paulo e ilhas de Trindade e Fernando de Noronha

Orientadora: Profa. Dra. Barbara TrzaskosCoorientadores: Prof. Dr. Rodolfo José Angulo e Prof. Dr. Leonardo Evangelista LagoeiroTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa : Curitiba, 01/06/2021Inclui referências: p. 166-204Resumo: A tectônica do Atlântico Sul apresenta diversas peculiaridades, sendo controlada pelo magmatismo e pela ação das zonas transformantes e de fraturas que se desenvolveram desde a ruptura do Gondwana. As ilhas oceânicas brasileiras mais distantes da porção continental estão intimamente ligadas à evolução das zonas de fraturas que as circundam, sendo elas o Arquipélago São Pedro e São Paulo (ASPSP) e as ilhas de Trindade (IT) e Fernando de Noronha (IFN). Consequentemente essas estruturas causam a deformação dessas ilhas desde a sua formação até o presente momento. Através do mapeamento geológico e utilizando a análise multiescala foi possível identificar e detalhar estruturas como falhas, foliações miloníticas, feições cataclásticas, feições brechóides e bandas de deformação. Utilizando-se de estudos microtectônicos foram identificadas fases minerais e a presença de estilos deformacionais distintos em cada um dos arquipélagos estudados. Também foram executados estudos de paleotensões em planos de falhas, afim de recompor a evolução tectônica dos arquipélagos. Tratadas separadamente, em cada ilha se observou: (1) que o ASPSP apresenta evolução tectônica marcada pela rápida exumação mantélica, assinalando assim a transição de estruturas e microestruturas entre os regimes de deformação dúctil e semi-britlle. No regime dúctil houve intensa milonitização, em temperaturas entre 700º- 800º, com a recristalização da olivina e ortopiroxênios presentes nos peridotitos. A interação com fluídos originados do manto, criam domínios ricos em anfibólios e óxidos, marcando a passagem para o estágio de deformação semi-brittle. A contínua compressão e soerguimento, causada pela ação da Falha Transformante São Paulo, culmina na maior presença de fluidos hidrotermais, controlando quatro fases de serpentinização, associadas aos regimes semi-brittle e rúptil, em temperaturas entre 300º e 400.ºC. O último estágio de exumação é marcado pelo estabelecimento do regime de deformação rúptil, levando assim a fase de precipitação carbonática alojada em falhas e juntas de direção E-W, com tensões voltadas para a direção NW-SE similares aos sismos registrados atualmente na região. (2) A IT marca o evento vulcânico mais recente do território brasileiro (3.7 a <0.17Ma), aonde foi constatada a presença de falhas, que evoluíram de um momento distensional, com a formação de conjuntos de grabens e horts de direção NNW-SSE ao longo de toda ilha, para um momento transtrativo, associado a formação dos diques alcalinos e a formação de falhas oblíquas de direção NE-SW. Esse arranjo configura a instalação de tensões NW-SE, similares à aquelas observadas para a Plataforma Sul-americana. A evolução tectônica e as tensões transtrativas levaram também a formação de bandas de deformação, causadas pela cisalhamento e catáclase das rochas piroclásticas. (3) Em IFN, foram observadas falhas semelhantes as observadas, remetendo a momentos distensionais e posteriormente momentos transtrativos associadas a falhas direcionais, que indicam tensões principais de direções NW-SE. A compilação dos dados de tensões nos três arquipélagos permitiu associar a presença de tensões principais de direção NW-SE, similares as observadas em movimentos neotectônicos na plataforma Sul-americana e em outras localidades com mesmos contextos tectônicos. Palavras-chave: Regime de Transição Dúctil-Rúptil. Zonas de Fraturas Transformantes. Bandas de deformação. Ilhas vulcânicas. Rochas de Falha.Abstract: The South Atlantic tectonics has several controls of the deformation, being controlled by the magmatism and the action of the transforming and fractures zonesthat have developed since the Gondwana. The Brazilian oceanic islands furthest from the Brazilian mainland are closely linked to the evolution of the fracture zones that surround them, namely the São Pedro and São Paulo Archipelago (SPSPA) and the Trindade (TI) and Fernando de Noronha (FNI) Islands. Consequently, these structures lead to the deformation of these islands from their formation to the present moment. Through the geological mapping of tectonic structures and using a multiscale analysis it was possible to identify and detail structures such as faults, mylonitic foliations, cataclastic, breccia features and deformation bands. Using microtectonic approach on the rocks of these islands, distinct mineral phases and the presence of different deformational styles were identified in each of the studied archipelagos. Paleotension studies were also carried out on fault plans on these islands, in order to recompose the geological evolution of each of the studied archipelagos. Treated separately each island throughout this work was observed: (1) the ASPSP shows a tectonic evolution with rapid mantle exhumation, thus marking the transition of structures and microstructures between the ductile deformation regimes, causing intense milonitization, at temperatures between 700º-800º causing the intense recrystallization of olivine and orthopyroxenes present in peridotites. The interaction with fluids originating from the mantle creates domains rich in amphiboles and oxides, marking the passage to the semi-brittle deformation stage. The continuous compression and uplift caused by the action of the São Paulo Transformer Fault culminates in the greater presence of hydrothermal fluids, forming as a consequence four phases of veins, associated with semi-brittle to brittle regimes at temperatures between 300º and 400ºC. And the last stage of exhumation is marked by the establishment of the brittle deformation regime, thus leading to the phase of carbonate precipitation housed in faults and joints with E-W direction, with stresses strikes NW-SE direction similar to the earthquakes recalled for the region today. (2) IT marks the most recent volcanic event in the Brazilian territory (3.7 to <0.17Ma). On the island it was found by the presence of faults, evolving from an extensional moment, with the formation of sets NNW-SSWstriking grabens and horsts throughout the entire island, to a transtensional moment associated with the formation of alkaline dikes and the formation of faults oblique NE-SW direction, configuring the installation of NW-SE stresses, stresses similar to those observed for the South American Platform. The tectonic evolution and the transtensional stresses also led to the formation of deformation bands caused by the catáclase and the shear of the pyroclastic rocks. (3) In FN, faults similar to those observed in Trindade were observed, referring to extension moments and later transtractive moments associated with strike-slip faults, which indicate principal stresses strikes NW-SE. The compilation of stress data in the three archipelagos made it possible to associate the presence of main stresses strikes NW-SE, similar to those observed in neotectonic movements on the South American Plate. Keywords: Ductile-brittle transition. Transformer Fault. Deformation Band. Volcanic Islands. Fault Rocks

Arcabouço estratigráfico : estrutural da bacia do Guaratubinha e deformações associadas, sudeste do Estado do Paraná

Orientadora : Profª. Drª. Barbara TrzaskosCoorientador : Dr. Luis Gustavo de CastroDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 28/07/2016Inclui referências : f. 125-134Área de concentração: Geologia exploratoriaResumo: A Bacia do Guaratubinha possui história evolutiva complexa marcada por diferentes eventos deformacionais, associados à sedimentação, vulcanismo e tectonismo. É situada no estado do Paraná a cerca de 35km da cidade de Curitiba. É classificada como uma das bacias do estágio de transição da Plataforma Sul-Americana, formada ao final do Neoproterozoico (604.6±8.6 Ma), sua formação está relacionada ao estágio pós-colisional entre os terrenos Luiz Alves e Curitiba, participantes da formação da porção sul do paleocontinente Gondwana. Mediante análise estrutural, relações estratigráficas e dados aerogeofísicos (aerogamaespectrométrico e aeromagnético) foi caracterizado novo arcabouço estratigráfico e estrutural da bacia. A análise estrutural se deu a partir da coleta de indicadores cinemáticos em planos de falha, tratados pelo método dos diedros retos, sendo possível a discriminação da tectônica predominantemente strike-slip, atuante em três eventos deformacionais distintos. O evento E1 teria sido consequência de uma direção de esforços NE-SW, que provocaram a abertura da bacia com a nucleação da Falha Mestra Guaratubinha (FMG) a noroeste e da Zona de Cisalhamento Guaricana (ZCGN), a sudeste. Estas estruturas apresentam direção entre N20-45E e ambas constituem falhas limitantes da bacia que evoluíram em contexto transtracional. A nucleação dessas estruturas permitiu a geração de depocentros e a sedimentação inicial da bacia, principalmente ao longo da FMG, com depósitos conglomeráticos da Formação Miringuava. Em consequência da contínua abertura da bacia ocorreu o vulcanismo intermediário, com a formação dos andesitos da Formação Vossoroca. A evolução da bacia culmina com o vulcanismo ácido da Formação Serra do Salto, subdividida em três membros distintos Escutador (riolitos e riodacitos), Castelhanos (tufos vulcânicos, ignimbritos e riolitos subordinados) e Osso da Anta (ignimbritos e brechas vulcânicas). A progressiva ação do evento E1 causou a formação de planos de falha bem marcados, com predominância da cinemática dextral e componente normal. Em estágio final de evolução ocorre a formação de falhas transcorrentes de direção concordante as falhas FMG e ZCGN, denominadas crossing basin faults (CBF) onde se desenvolvem rochas deformadas em estado plástico-dúctil. Nesse evento ocorrem ainda a geração de brechas tectônicas associadas ao hidrotermalismo, sendo identificadas a cristalização de quartzo policristalino, ferro-clorita e carbonato-apatita, seguidos de deformação rúptil. O segundo evento tectônico E2 é marcado pela compressão bacia e estaria relacionada a colagem do Terreno Paranaguá, no início da Cambriano e limitado pela Zona de Cisalhamento Palmital (ZCPA). Essa zona de cisalhamento possui direção NNE-SSW com cinemática sinistral. A compressão causada por esse evento criou falhas de empurrão com direções variáveis, entre ENE-WSW, e falhas antitéticas de cinemática sinistral semelhante a movimentação da ZCPA, com compressão WNWESE. O último evento tectônico foi delineado por anomalias magnéticas positivas associadas a diques de idade mesozoica e falhas dextrais de direção N5-50W e direção de encurtamento NW-SE, sobretudo se caracteriza pela justaposição de diferentes unidades geológicas da bacia. Apesar dos eventos tectônicos posteriores, à formação da bacia, mantiveram-se intactas algumas características de bacia pullapart como: forma alongada e romboédrica, assimetria na sedimentação, alta variedade composicional devido a movimentação lateral e sedimentos pobremente selecionados ao longo das falhas principais. Essas características a colocam em contexto de bacia strike-slip, com evolução híbrida e diferenciada ao longo das bordas noroeste e sudeste da bacia. Palavras Chave: strike-slip, bacia pull-apart, NeoproterozoicoAbstract: The Guaratubinha Basin has a complex evolutionary history marked by different deformational events associated with sedimentation, volcanism and tectonism. This basin is classified as a transitional stage basin of the South America Platform and dated to the final of the Neoproterozoic (604.6±8.6 Ma). Its formation is related to a post collisional stage of the southern region of the Paleocontinent Gondwana. Using structural analysis, stratigraphy relationships and aerogeophysical survey data (aerogammaespectrometric and aeromagnetic), a new stratigraphy and structural framework of the basin was characterized. The structural analysis in fault planes with kinematic indicators, using the Right Dieder Method, suggest a predominant strike-slip deformation active during three distinct deformational events: The E1 event was created by compressive NE-SW direction and caused the basin opening along the Guaratubinha Master Fault (GMF) in the northwest and Guaricana Shear Zone (GNSZ) in the southeast. These structures has a preferred direction of N20-45E, and both are limited by the faults of the basin evolving on a transtensional context. The evolution of these structures allowed a first depositional event, mainly along the GMF forming an alluvial deposit of Miringuava Formation. After that, with the continuous basin opening, intermediate magmatism occured generating extensive andesite bodies of Vossoroca Formation. Finally, it culminated in acid volcanism of Serra do Salto Formation, subdivided in three distinct members: Escutador (rhyolites to riodacitic rocks), Castelhanos (volcanic tuffs, ignimbrites and subordinate rhyolites) and Osso da Anta (ignimbrites and volcanic breccias). The continuous evolution of the E1 event caused the formation of well-marked fault planes with predominant right-lateral kinematic. On the final stage, it is generated parallel faults to GMF and GNSZ, described as crossing basin faults (CBF) developing deformed rocks on plastic-ductile stage. On this event the hydrothermalism occurs the generation of tectonic breccias, identified by the quartz polycristaline cristalization, iron-chlorite and carbonate apatite, following by brittle phase. The second tectonic event E2 is associated to a generealized compression of the basin, developed by the action of Palmital Shear Zone at early Cambrian. This shear zone has a NNE-SSW direction with left lateral kinematic. The compressive event generated local thrust faults with tectonic transport towards the northwest and with variable direction between ENE-WSW. In addition, this event created antithetical strike-slip faults with similar kinematic to the PASZ. The last tectonic event E3 is well delimited on aeromagnetic surveys by magnetic positive anomalies. These structures are associated to Mesozoic diabase dykes and strike-slip faults with N10-50W direction. It has, predominantly, right-lateral kinematic with a orientation towards to NW-SE. This event is characterized affecting the basin by putting side-by-side different geologic units Although the later tectonic events deformed the basin, it maintains the main characteristics of pull-apart basins as elongated and rhombohedral geometry, asymmetry sedimentation, sediments poorly selected along to the main fault zone and high compositional change due to horizontal movement. These features characterize the basin on a strike-slip context with hybrid evolution on both, northwest and southeast borders. Key words: strike-slip, pull-apart basin, Neoproterozoi

Deformation and structural evolution of mantle peridotites during exhumation on transform faults: a forced transition from ductile to brittle regime

The exhumation of peridotite rocks in oceanic transform zones passes by the rheological transition between the ductile and brittle deformation until the complete emplacement in the oceanic lithosphere. The São Pedro and São Paulo Archipelago (SPSPA), in the Equatorial Atlantic, records the deformational products of ductile, brittle and the rocks/fluid interaction generating specific structures in each domain. The deformational stages are related to the transpressional and transtensional geodynamics of São Paulo Transform Fault. Firstly, during transpression, exhumation occurs associated with the ductile domain causing intense mylonitization in temperatures between ~700° and 800 °C, defined by olivine and orthopyroxene recrystallization. The interaction with fluids initially originated from the mantle generates amphibole and oxide-rich layers marking the passage to a semi-brittle deformation. The continuation of peridotite exhumation, associated with an NW-SE shortening and transpressional led to a higher availability of hydrothermal fluids. As a consequence, four serpentinization episodes are recorded, which are associated with semi-brittle to brittle transition under temperatures between 300° and 400 °C. Finally, the complete exhumation and establishment of brittle mechanisms led to carbonatation phase near the surface, with temperatures ranging from 300° to 150 °C. The active NW-SE tectonic stress generated E-W strike-slip faults that were filled by carbonates recording the final exhumation stage

Chapter 4 - The singular St. Peter and St. Paul Archipelago, equatorial Atlantic, Brazil

The St. Peter and St. Paul archipelago (SPSPA) is composed of abyssal mantle rocks. It consists of a small group of islets (five) and rocks (five), located near the axis of the Mid-Atlantic Ridge, in an inside corner position on the southern edge of the northern transform limit of the St. Paul Transform Fault System. The archipelago forms the summit of the Atoba Ridge, lying about 100km north of the Equator at 0 degrees 55′N and 29 degrees 20′43″W The Atoba Ridge is a pressure ridge of the St. Paul Transform Fault System that was uplifted by local compression along the boundary between the African and South American Plates. The almost NNW–SSE compressional stress has been active for the last 6600years before present, providing an uplift rate of approximately 1.5mm/year, as suggested by teleseismic evidence. The SPSPA is thus seismically active; predictably, most of its earthquakes show predominantly east–west right-lateral strike-slip displacement along the St. Paul Fracture (33 focal mechanisms of earthquakes Mb≥5.4), coherent with the offset sense of the transform fault. However, in the south of the SPSPA, there were a significant number of compressive earthquakes (four focal mechanisms of earthquakes Mb≥5.8) that show a secondary stress component of NNW–SSE compression, revealing differential movement and independent behavior between the islets. Thus, the SPSPA is an upper mantle block that was uplifted tectonically during strike-slip movement as part of an extensively sheared and thrust-faulted transverse ridge. During ascent and emplacement at high mantle temperatures in a transitional plastic-brittle regime, intense mylonitization took place, producing progressive grain size reduction. Anhydrous fluids could not penetrate the rock during the plastic regime, but only after their uplift, it transferred them into a brittle regime; therefore, the peridotite mylonites were serpentinized from the joints. The rocks chemically correspond to harzburgite, and more rarely dunite, along with rare kaersutite-rich alkaline ultramafic dikes. The latter rock type is millimetrically interlayered with peridotite rock. These rocks are ultramylonitized and pervasively reduced to a very fine grain size. Mass-balance calculations of whole-rock geochemical data indicate that the early mylonitization did not significantly change the major peridotite composition. The emerged spinel- and pargasite-peridotites of St. Peter and St. Paul are residual mantle rocks after 3%–13% of partial melting, and the major, trace rare earth element patterns of whole-rock and nonzoned minerals suggest that these residual peridotites of SPSPA resulted from mixing of peridotite and kaersutite mafic end-members. The alkaline fluids derived from low melting mantle (about 1.0%) that percolated, reacted with, and refertilized the residual mantle of the SPSPA by chromatographic effects. The kaersutite layers of the layered peridotite-kaersutite ultramylonite probably formed by freezing of the trapped fluids that percolated the peridotite before the mylonitization of fluid conduits

Mapping of surface radiogenic heat production from in situ gamma spectrometry and chemical data of exhumed mantle peridotites at the St. Peter and St. Paul archipelago (equatorial Atlantic)

This work presents the first mapping of the radiogenic heat production (RHP) and the respective radiogenic heat flow (RHF) of the Saint Peter and Saint Paul Archipelago (SPSPA) located at 1°N in the Equatorial Atlantic Ocean. Using radiogenic heat producing elements (RPE) we inferred a radiogenic heat production ranging 0.08–0.68 μW/m3 (Median: 0.21 μW/m3 and Geometric mean: 0.25 μW/m3) by whole-rock chemical analysis and between 0.08 and 0.48 μW/m3 (Median: 0.19 μW/m3; Geometric mean: 0.19 μW/m3) by in situ Gamma radiation spectrometry. The mean of radiogenic heat production of mylonite rocks from SPSPA (0.22 μW/m3) is significantly higher than predicted values for ultramafic rocks as those largely outcropping in the SPSPA. This is probably due to the pervasive alteration of these rocks and the incorporation of little magma fractions during mylonitization. By converse, the average surface radiogenic heat flow (49.7 μW/m2) is lower than that predicted for the oceanic lithosphere, suggesting that the upper mantle contribution to the heat flow is also low in the SPSPA region. Based on the acquired data and the peculiar tectonics of the SPSPA we propose that the lithospheric mantle around the SPSPA area is colder than that surrounding the Equatorial Atlantic region

Trindade Island: evolution of the geological knowledge

Trindade Island was named in honor of the Holy Trinity, due to the three most conspicuous elevations that can be seen from a distance (Secretaria da Comissão Interministerial para os Recursos do Mar, 2017). The island is located 1200 km from the Brazilian coast of Espírito Santo State, and ca. 40 km west of the Martin Vaz Archipelago, at 20º28´28'' S latitude and 28º51'05'' W longitude. Its geology is an important preserved indicator of the youngest Pleistocene-Pliocene undersaturated alkaline volcanic activity in Brazilian territory. Trindade Island includes the only preserved volcanic cone in Brazil, and different pyroclastic structures, facilitating volcanogenic interpretation. Trindade Island has received attention, since its discovery, under different perspectives, first for being a strategic outpost, later for treasure hunting, and today for the large amount of data that can be obtained from the mantle metasomatism and magma chamber evolution, especially studying xenoliths from deep and shallow mantle, and paleomagnetic and structural studies on materials that erupted in the last ca. 3.5 Ma. This chapter shows the state of the art of the geological knowledge about Trindade Island based on a literature review of the most relevant research into the island.publishe