Correlation of magnetic susceptibility with 18O data in magnetite- and ilmenite-type granites from Iberian massif

The relationship between oxygen isotopic values and magnetic susceptibility composition on 11 Variscan Portuguese granites has been investigated. Whole-rock oxygen-isotope (18O ) values for Vieira do Minho (VM), Vila Pouca de Aguiar (VPA), Chaves, Castelo Branco (CB), Manteigas and Serra da Estrela (SE) granitoids, were compilated from bibliography [1,2,3,4], and 18O for Santa Eulalia Plutonic Complex (SEPC) were obtained by laser fluorination at the Stable Isotopic Laboratory of Salamanca. Magnetic susceptibility (Km) values were obtained with a Kappabridge equipment from Toulouse University and Geology Centre, Porto University [2,5,6,7,8]. In this study is shown that there is a significant inverse correlation between Km and 18O. Magnetite-type granites (Manteigas granodiorite and SEPC external facies) have Km>10-3 SI and low 18O values ranging from 8.9 to 10.3 0/00 instead those of ilmenite-type (all the other granites) have Km 10-4 SI and are 18O enriched (9.3 to 13.5 0/00). The I-type granites (VM, VPA, Chaves, Manteigas and SEPC external facies) show lower average 18O (10.2 0/00) and higher Km values (100x10-6 SI) than the S-type granites (SE and CB) with 18O = 12.6 0/00 and Km = 65x10-6 SI. Figure 1: Semi-log plot of Km (in Si units) versus 18O. This work has been financially supported by PTDC/CTEGIX/ 099447/2008 (FCT-Portugal, COMPETE/FEDER). [1] Martins et al. (in prep.) [2] Martins et al. (2009) Lithos 111, 142-155. [3] Antunes et al. (2008) Lithos 103, 445-465. [4] Neiva et al. (2009) Lithos 111, 186-202. [5] Sant’Ovaia et al. (2010) JSG 32, 1450-1465. [6] Sant’Ovaia et al. (2000) TRSE, ES 91, 123-127. [7] Sant’Ovaia et al. (2008) 33rd IGC CD. [8] Sant’Ovaia et al. (2011) Min. Mag. 75, 3, 1795

Petrophysical and geochemical characterization of the late-variscan Santa Eulália Plutonic Complex (Ossa-Morena Zone, Portugal)

The Santa Eulália Plutonic Complex (SEPC) is a calc-alkaline granitic body located in the northern part of the Ossa Morena Zone, composed by a medium- to coarse-grained pink granite (G0 group) involving large elongated masses of mafic (gabbroic) to intermediate (granodioritic) rocks, M group, and a central gray monzonitic granite (G1 group) which present dominant medium granular facies. A multidisciplinary study, including petrophysical, AMS and IRM measurements, and geochemical data, elemental and isotopic (Nd and 18O), point out differences in magnetic behaviour, magnetic lineations patterns and geochemical features, reflecting distinct petrogenetic processes at the level of the magmatic sources and evolution, as well as the emplacement mechanisms of M, G0 and G1 facies associated in the SEPC

MODELAÇÃO E INVERSÃO DE DADOS GRAVIMÉTRICOS. DETERMINAÇÃO NUMÉRICA COM APLICAÇÃO AO COMPLEXO PLUTÓNICO DE SANTA EULÁLIA

Os dados gravimétricos obtidos para o Complexo Plutónico de Santa Eulália - CPSE (Maximo, 2008; Sant'Ovaia et al., 2012) serviram de base para uma interpretação sobre a geologia 3D da região estudada. As densidades supostas das rochas são utilizadas para recalcular o campo gravítico à superfície, permitindo assim a consolidação da cartografia geológica proposta, a partir de um programa de cálculo numérico direto desenvolvido especificamente no âmbito de um projeto de investigação. Com base nos dados gravimétricos de campo é possível determinar, utilizando alguns pressupostos adicionais, o campo de densidades num volume englobando a área de estudo. Complementarmente está em desenvolvimento um outro programa numérico para efetuar esta inversão, com o objetivo de determinar as variações da densidade em profundidade a partir dos dados gravimétricos recolhidos no campo. Os resultados já obtidos com a utilização deste segundo programa (inversão) apontam para a existência de boa exatidão na determinação das densidades, a baixas profundidades (<3km). A maiores profundidades a incerteza dos valores da densidade aumenta. Em ambos os programas numéricos, a lei da gravitação universal é utilizada para relacionar densidades e acelerações gravíticas à superfície. O cálculo de g a partir de é efetuado de forma direta, admitindo valores médios regionais para e g conhecidos. Para a inversão são utilizados os mesmos princípios de base, aplicando-se o método de Monte Carlo para determinar os valores de que reproduzem as medidas de g. A abordagem apresentada tem como ponto de partida a distribuição de densidades em volumes de controlo. O domínio de cálculo é um paralelepípedo de 40x40x10 km, dividido em 4356 volumes de controlo com densidades uniformes. Os programas numéricos desenvolvidos utilizam a linguagem de programação Fortran. Na figura 1 são apresentados os resultados da inversão realizada para z = 0m, onde se pode observar que os resultados reproduzem de forma fiel a cartografia geológica da região, nomeadamente no que diz respeito às litologia aflorantes

Emplacement of the Lavadores granite (NW Portugal): U/Pb and AMS results

Studies of Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) and U-Pb geochronology, in zircon fractions, were carried out in a magnetite type-granite, the Lavadores granite, which is an example of a late to post-orogenic Variscan granite in northern Portugal (NW Iberian Peninsula). The U-Pb zircon analyses yield an age of 298 +/- 11 Ma that is considered to be the emplacement age of this granite and thus suggesting a post-tectonic emplacement. This is also supported by the magmatic nature of the microstructures. Magnetic lineations are subvertical and magnetic foliations display a general WNW-ESE subvertical pattern consistent with a dextral kinematic. These AMS data suggest that the emplacement of the Lavadores granite was controlled by a major mechanical anisotropy formed by transtensional structures associated with the Porto-Tomar shear zone

Late-Variscan emplacement and genesis of the Vieira do Minho composite pluton, Central Iberian Zone: Constraints from U-Pb zircon geochronology, AMS data and Sr-Nd-O isotope geochemistry

In the Central Iberian Zone synorogenic (syn- and late-D-3, the last deformation phase) composite batholiths of biotite-rich granitods with peraluminous character are well represented. We report here U-Pb zircon and monazite ages, geochemical, Sr-Nd-O isotopic data and Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) studies for the late-D-3 Vieira do Minho pluton, in northern Portugal. AMS reveals the paramagnetic behaviour of these granites and the magnetic fabric enhances the major role of NW-SE regional anisotropies on controlling the ascent and emplacement of the magmas. Magnetic anisotropy and medium temperature microstructures also point out the evolution of regional tectonics during crystallization of the magma. U-Pb zircon and monazite analyses yield consistent ages of 310 +/- 2 Ma and 312 +/- 2 Ma, interpreted as emplacement age. The Vieira do Minho pluton consists of two peraluminous monzogranites, the VMG and the MRG. Both have similar epsilon(Nd) values (VMG= -52 to -5.7; MRG= -4.98 to -5.96) but the VMG is slightly enriched in Sr-87/(86)(i)=0.7087-0.7098 as well as in delta O-18 in the range of 10.6 parts per thousand to 11.0 parts per thousand than the MRG with Sr-87/(86)(i)=0.7064-0.7075 and delta O-18=9.9 parts per thousand-10.5 parts per thousand. These granites are associated with coeval scarce grabroic intrusions and/or mafic microgranular enclaves which are not considered as mafic precursors of the associated granitic magmatism. Instead, a lower metaigneous crustal source, at different levels, is proposed based on the available data set

Petrogenesis of the Santa Eulália Plutonic Complex (Alentejo, Portugal): contribution from recent elemental and isotopic (Sr-Nd) geochemical data

The Santa Eulalia Plutonic Complex (SEPC) is a late-Variscan granitic massif with elliptical contours intersecting the NW-SE Variscan dominant regional structures in the most northerly sectors of the Ossa-Morena Zone (Iberian massif). The host rocks of this plutonic complex are meta-sedimentary formations generated between Proterozoic and Lower Paleozoic, some of them strongly affected by contact metamorphic processes related to the SEPC intrusion, and now recognized as a set of hornfels with a wide compositional range. SEPC has two main granitic facies which present different compositions and textures. It can be classified as a ring igneous complex composed, from the rim to the core, by a medium- to coarse-grained pink granite (G0-group), with biotite ( horneblende) as the dominant mafic mineral, involving large (kilometric) elongated masses of mafic (gabbroic) to intermediate (granodioritic) rocks, here called M-group, and a central gray medium-grained granite (G1-group), typically monzonitic, with biotite as the main mafic mineral, sometimes showing a slight porphyritic tendency, namely in a few outcrops located in transitional zones, near the contact with the peripheral G0-type ring. Magnetic Susceptibility (MS) analysis sustain major genetic differences between pink and gray SEPC granites. G0 facies present relatively high values of magnetic susceptibility (Km>10-3 SI) compatible with the presence of magnetite, while the low values registered in G1-group (Km<10-4 SI) are consistent with the presence of ilmenite. Distinct magnetic behaviour of these two granitic facies also reveal contrasting redox conditions during the magma genesis and cooling process (Sant’Ovaia et al., 2011). Elemental geochemistry confirms significant differences between G0 and G1 facies. G0 granites represent more evolved liquids (>SiO2 wt.% and <MgO wt.%) with dominant metaluminous character, plot close to A-type fields (Whalen et al., 1987), and some samples show negative Eu anomalies. Instead, G1 facies are typically monzonitic granites with a slight peraluminous character and no significant Eu anomalies (Lopes et al., 1998). Relationships between SiO2 vs. (Na2O+K2O-CaO) indicate that G0-group and G1-group have alkali-calcic and calc-alkaline character respectively; both granitic groups, should be classified as magnesian according to SiO2 vs. FeOt/(FeOt+MgO) correlation (Frost et al., 2001). Recent Sr and Nd isotopic data obtained for 15 samples (5 per group of facies) were used considering an age around 290 My (Pinto, 1984). The least evolved gabbro of the M-group has a mantle Nd isotopic signature (ɛNd290=+1.7) representing the highest value of the wide ɛNdi range revealed by this group of facies (-3.0<ɛNd290<+1.7). Representative samples of G0 granite, belonging to the external ring, show a narrower range of ɛNdi values (-2.3<ɛNd290<-0.9) which is included in the previous M-group ɛNdi range. G0-group also plots in the mantle-crust Sr-Nd isotopic alignment apparently defined by mafic-intermediate rocks of M-group. In contrast, the grey granites placed in the central part of the SEPC (G1-group), diverge from this trend, showing clearly lower ɛNd290 values (-5.9<ɛNd290<-4.7) which suggest petrogenetic processes involving dominant crustal melts and/or primary magmas strongly contaminated by crustal fractions. Also (87Sr/86Sr)290 vs. (1/Sr) projection points to a likely ACF-type differentiation process showing that crustal assimilation were probably more important during the petrogenesis of the G1-facies than in the magmatic event which provided the association between M and G0 groups, probably dominated by fractional crystallization mechanisms with relatively lower contribution of crustal assimilation

Petrophysical characterization of the late-Variscan Santa Eulália Plutonic Complex (Ossa Morena Zone)

Petrophysical characterization of the late-Variscan Santa Eulália Plutonic Complex (Ossa Morena Zone) Sant’Ovaia, H.1, Nogueira, P.1,2, Carrilho Lopes, J.2,3, Fonseca, A.2, Sardinha, R.2, Lopes, L.2, Martins, H.1, Noronha, F.1 1: Universidade do Porto, Portugal; 2: Universidade de Évora, Portugal; 3: Universidade de Lisboa, Portugal The Santa Eulália Plutonic Complex (SEPC) is a calc-alkaline granitic body that occupies an area of 400 km2 and is located in the northern part of the Ossa Morena Zone of the Variscan Iberian sector, near the limit of the Central Iberian Zone. SEPC is considered as late-Variscan because it cross-cuts the regional variscan structures. The host rocks of the complex are composed by metamorphic formations from Proterozoic to Lower Paleozoic. The SEPC has two main facies which present different compositions and textures. From the rim to the core, there is a medium- to coarse-grained pinkish granite (G0) involving large masses of mafic to intermediate rocks and a central gray monzonitic granite (G1). The central facies can be divided into a porphyritic facies (G1A) and a central medium-grained facies (G1B). Petrography, mineralogy and whole-rock chemistry reveal clear differences between pinkish facies closer to I-type granites, and central gray facies similar to S-type granites. A preliminary study of the Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) was conducted to acquire a petrophysical characterization of these granitoids. This study was based on 50 sampling sites where 8 specimens per station were available. The measurements were made in Porto using a KLY-4S Kappabridge susceptometer (AGICO). A sequence of 3 susceptibility measurements along different orientations of each specimen allowed us to compute the orientation and magnitude of the three main axes k1 / k2 / k3 of the AMS ellipsoid. For each site, the AGICO software enabled us to calculate the mean susceptibility Km and the intensities and orientations of the three axes K1 / K2 / K3, which are its tensorial means. K1, the long axis of the mean ellipsoid, is the magnetic lineation of the site and K3, the short axis, is the normal to the magnetic foliation. P%, the magnetic anisotropy, corresponds to (K1/K3-1)*100 and T, expressed by (2 ln (K2/K3)/ln(K1/K3))-1 is the shape parameter of the AMS ellipsoid. The Km values range between 55.09 and 7343.67 x 10-6 SI. Two major groups can be established: facies G0, with Km > 10-3 SI which supports the presence of magnetite, and the central facies (G1A, G1B) with Km< 10-4 SI. In the central facies the paramagnetic behaviour is due to ferromagnesian minerals, such as biotite, and ilmenite. P% ranges between 2.2 and 18.2% being in mean >5% in facies G0 and <4% in the central facies (G1A, G1B). The high P% in G0 facies may be caused by the fact that the magnetite, which has a high susceptibility, is the bearer of the magnetic signal. Therefore a weak alignment of magnetite grains leads to a higher anisotropy of the rock. Nevertheless, microscope observations show signs of a post-magmatic deformation in G0. T ranges between -0.015 and 0.600 with the strongest oblate AMS ellipsoids in central facies and the slightly oblate in G0. The magnetic foliations are subvertical E-W-striking in G0 and G1A granites and NESW- striking with moderated SE dips in G1B. Magnetic lineations are subvertical in G0 and plunge moderated to the SW in G1A and to the South in G1B. These preliminary data support that the facies G0 and the central facies (G1A, G1B) have a distinct magnetic behaviour which may suggest different redox conditions in magma genesis. The magnetic fabric patterns may reflect different emplacement mechanisms

Petrofísica e Geoquímica no Complexo Plutónico de Santa Eulália

O Complexo Plutónico de Santa Eulália (CPSE) é um corpo granítico calco-alcalino situado na parte norte da Zona da Ossa Morena do maciço Ibérico Varisco. O complexo é considerado tardi-Varisco, uma vez que corta estruturas regionais variscas. O CPSE é um complexo anelar onde podem identificar-se, da periferia para o centro: (i) uma fácies granítica de cor rosa e grão médio a grosseiro (G0) que envolve corpos de composição gabróica a granodiorítica (grupo-M); (ii) uma fácies central de granito cinzento monzonítico de grão médio (G1). Neste trabalho apresentam-se resultados de um estudo que inclui: (i) anisotropia da susceptibilidade magnética (ASM); (ii) magnetização remanescente isotérmica (MRI); (iii) geoquímica isotópica (Nd e O); (iv) orientação dos planos de inclusões fluidas (PIF). Os dados de ASM e MRI suportam o comportamento magnético distinto das duas fácies: G0 com suscetibilidade >10-3 SI e MRI1T=2042.1 mA/m, é controlado por uma fração ferrimagnética (magnetite ou titanomagnetite); G1 com suscetibilidade 5% no granito G0 e <3% no granito central G1. A elevada anisotropia de G0 é justificada pela presença de magnetite mas as observações petrográficas indicaram microestruturas indicativas de deformação pós-magmática. As foliações magnéticas são subverticais e com direcção ENE-WSW em G0 e G1. As lineações magnéticas são subverticais na fácies G0 e mergulham moderadamente para SE na fácies G1. Em termos geoquímicos os granitos G0 representam líquidos magmáticos mais evoluídos (>SiO2 e <MgO, % peso) do que os materializados pelos granitos G1. Assumindo uma idade de 290 Ma para o CPSE, os dados isotópicos de Nd revelam valores compatíveis com uma origem mantélica para a fácies gabróica menos evoluída do grupo M (ɛNd290=+1.7). O intervalo definido pelo grupo M (-4.0<ɛNd290<+1.7) inclui os valores obtidos nos granitos G0 (-2.7<ɛNd290<-1.9), divergindo dos resultados revelados pelos granitos G1 (-5.9<ɛNd290<-5.7). Estes dados isotópicos sugerem que o CPSE se terá gerado por processos de diferenciação de tipo ACF com contribuições crustais mais significativas no grupo G1 do que no conjunto formado pelas fácies M e G0, situadas na periferia do CPSE. Há uma relação inversa entre os valores da suscetibilidade de G0 e G1 e os valores de δ18O destas fácies, o que está de acordo com o obtido para outros granitos variscos indicando que os granitos da série "magnetite-type” têm valores mais baixos de δ18O relativamente aos “ilmenite-type” que são enriquecidos em δ18O. Os PIF indicam a existência de campos de tensões distintos nas duas fácies, durante os episódios de tectónica tardia, frágil. Estas direções são compatíveis com as estruturas regionais no caso da fácies G0, com direção predominante NW-SE e com o campo de tensões tardi-varisco, regionalmente com direção NE-SW no caso da fácies G1. O comportamento e fabric magnético e a geoquímica isotópica diferentes refletem processos petrogenéticos distintos assim como diferentes mecanismos de instalação para as duas fácies G0 e G1. Este trabalho é financiado pelo projeto PTDC/CTE-GIX/099447/2008 (FCT-Portugal, COMPETE/FEDER)

Os xistos do "Complexo Xisto-Grauváquico - Grupo do Douro" : potencial como recurso geológico

O trabalho desenvolvido no projecto I&D financiado pela FCT contribuiu para o aumento do conhecimento dos recursos geológicos de Trás-os-Montes e Alto Douro (TOM-AD), em particular dos "XISTOS", através da sua caracterização geológica, petrográfica, química e físico-mecânica. Nesta contribuição apresentamos o exemplo do estudo das explorações do Complexo Xisto-Grauváquico - Grupo do Douro: Eucísia, Nozelos, Tanha e Poio. A utilização destas rochas poderá dar um contributo positivo às condições sócio-económicas nesta região

Geometria 3D do Complexo Plutónico de Santa Eulália. Contribuição da Gravimetria

Os estudos de gravimetria em plutões graníticos tem sido efetuados com diversas finalidades,procurando perceber a sua geometria tridimensional e retirando implicações quer quanto à sua génese, quer quanto à dinâmica de processos crustais ou, ainda, retirando ilações acerca do potencial para a existência de recursos minerais com eles associados (Vigneresse 1995,Máximo, J. 2008, Sant'Ovaia et al. 2012). Os plutões graníticos são caracterizados por, normalmente, possuírem uma densidade inferior às rochas encaixantes, gerando anomalias negativas. A análise destas anomalias por modelação e principalmente por métodos de inversão permite determinar a geometria 3D dos maciços. A compreensão da existência de uma raiz simples ou de múltiplas raízes, permite afinar o modelo de génese e implantação do plutão, o que por sua vez fornece achegas fundamentais para a avaliação do potencial metalogénico. O complexo plutónico de Santa Eulália - CPSE - é constituído por duas fácies principais de rochas graníticas. A fácies central é essencialmente formada por granitos de cor cinzenta de granulometria variável e com tendência porfiroide. A fácies mais externa é constituída por um granito de grão geralmente grosseiro, essencialmente biotítica e de cor rosa