Rogério Guitarrari Azzone.

Kimberlitos são rochas ígneas vulcânicas a subvulcânicas raras e complexas. Essa relativa complexidade é proporcional ao interesse que despertam por sua importância econômica, associada à depósitos ditos primários de diamantes, e à sua importância petrológica, em especial por carregarem nódulos de diferentes níveis e variedades do manto terrestre. Os kimberlitos são derivados dos magmas de origem mais profunda que conhecemos no planeta Terra. A diversidade petrográfica, mineralógica, a geoquímica complexa e o estilo incomum de intrusão dos kimberlitos nos oferecem muitas oportunidades para formular hipóteses sobre origem e evolução de magmas. Este projeto tem por objetivo a criação de um novo módulo educativo, a ser utilizado no Museu de Geociências do IGc-USP. Este módulo será dedicado à exposição de amostras de kimberlitos de diferentes regiões do Brasil e do Mundo e permitirá uma integração com a coleção de diamantes já existente no Museu e, por ora, não exposta. Boa parte do acervo de kimberlitos a ser apresentado refere-se à coleção organizada pelo Prof. Dr. Darcy Pedro Svizzero, uma das principais lideranças nacionais neste tema, que foi Professor Titular do IGc-USP, aposentado e que faleceu em março de 2021 em decorrência da pandemia de COVID-19. Há uma demanda represada no Museu de Geociências sobre este tema: constantemente há procura pela comunidade externa para esclarecimentos e informações corretas sobre possíveis amostras de diamantes. Os kimberlitos ajudarão a esclarecer as dúvidas do público leigo acerca das ocorrências kimberlíticas e diamantíferas no Brasil e no mundo, bem como auxiliarão nas pesquisas em andamento no Instituto de Geociências. Este módulo propõe um novo layout expográfico para os kimberlitos e diamantes. Junto aos módulos expositivos, serão confeccionados pôsteres e/ou banners para melhor detalhamento de informações e de contextualização sobre este tema.Com este projeto, espera-se 1) a ampla visitação por parte da comunidade externa (incluindo-se visitantes espontâneos do Museu, grupos escolares agendados, colecionadores e outros) bem como da comunidade científica; 2) o despertar do interesse científico pelo público visitante; 3) contribuir para a melhor informação e cultura mais abrangente sobre a importância do estudo kimberlitos para o entendimento dos processos de evolução do planeta e das mineralizações diamantíferas; 4) dar continuidade à missão precípua do Museu de Geociências, em promover a valorização do patrimônio geológico ex-situ - por meio da aproximação entre Geociências e Sociedade. Também, agrega-se ao Museu uma coleção de amostras de kimberlitos de valor científico inestimável, principalmente fruto de décadas de dedicação à pesquisa do Prof. Darcy Svizzero, e que ficará à disposição da comunidade acadêmica para consulta e estudo.

O projeto revisitará de forma crítica os modelos de plumas (Trindade, Tristão da Cunha) associado ao magmatismo alcalino Cretáceo do Centro-Sudeste do Brasil para investigar possíveis anomalias térmicas associadas ao manto (onshore e offshore) a partir de abordagem inovadora, centrada no entendimento de temperaturas potenciais do manto calculadas com base em composições de líquidos e cristais de sistemas magmáticos primitivos naturais e experimentais, com técnicas e metodologias na vanguarda da petrologia ígnea. Rochas basaníticas e nefeliníticas do Cretáceo no Sudeste Brasileiro em áreas de soerguimento relacionadas a rifts e à evolução da Bacia de Santos (Lineamento Magmático Cabo Frio, Província Serra do Mar, Arco de Ponta Grossa) são o principal alvo do projeto, pelo seu potencial de fornecer informações do manto, uma vez que são geradas em baixas taxas de fusão e registram as heterogeneidades das fontes. Estas serão avaliadas quanto ao desenvolvimento de complex plumbing systems e estágios intermediários de evolução em profundidade. Dados sistemáticos e precisos de composições das fases minerais mais precoces destes sistemas (naturais, experimentais) por microssonda eletrônica e LA-ICP-MS, geoquímica elemental e isotópica (por FRX, ICP-MS e TIMS) serão fundamentais para aplicação de novos geotermobarômetros. Datações de ocorrências-chave por métodos precisos poderão contribuir para o posicionamento do magmatismo onshore e correlacioná-lo com evoluções térmicas do manto. Experimentos de fusão e cristalização em condições controladas (P, T e fO2) permitirão avaliar parâmetros intensivos sobre a composição das fases do sistema. Estas metodologias serão, em princípio, realizadas nos laboratórios vinculados do IGc-USP, que conta com instrumental de ponta para atender às demandas desta proposta. No coligir dos dados, a possível existência de anomalias geotérmicas poderá ser melhor diagnosticada, permitindo o refinamento dos modelos geodinâmicos existentes.

Análises termicas são usadas na caracterização de materiais que contêm voláteis incluindo minerais, fármacos, compostos orgânicos, entre outros. O princípio da análise é o aquecimento da amostra a uma taxa controlada e o controle de suas variações de massa e de entalpia durante o aquecimento. Nas análises de variação de massa (TG, termo-gravimétricas), o porta-amostras é acoplado a uma balança de precisão que registra as variações de massa da amostra durante o aquecimento, registrando também as temperaturas em que ocorrem os eventos de perda de massa. A aplicação clássica em mineralogia se baseia no fato de que diversos minerais contêm voláteis em sua estrutura (p. ex. H2O, OH, C, CO2, S, SOx), em proporções definidas e que são liberados em temperturas características, o que permite a identificação de minerais. A análise térmodiferenciai (TD) e sua derivada DSC (differential scanning calorimetry), é feita pela medição das variações de entalpia ou de fluxo térmico entre a amostra e uma substância padrão inerte. As reações apresentadas pela amostra durante o aquecimento podem ser endo- ou exotérmicas, o que faz com que a amostra fique mais fria ou mais quente que o material de referência, respectivamente, durante o curso da reação. Outro controle possível é o da atmosfera da câmara de aquecimento, para que reações de oxidação ou redução sejam induzidas ou inibidas. O controle da atmosfera de análise é feito com fluxo de misturas gases. Um avanço recente deste método foi a junção das análises térmicas com a espectrometria de massa, que realiza a análise química em tempo real dos voláteis emitidos pela amostra. Esta evolução da técnica abriu novas fronteiras para análises de materiais, permitindo a identifcação precisa dos voláteis contidos nas amostras. O equipamento pretendido é um Analisador Térmico Simultâneo acoplado a espectrômetro de massa. Atualmente, apenas a empresa Netzsch dispõe de equipamento com a configuração desejada, sendo o modelo STA 449 F5 Jupiter Netzsch acoplado a espectrômetro QMS 403 Aëolos Quadro. Este equipamento realiza análises térmicas com aquecimento até temperaturas de 1600 oC em taxas controladas. São registradas simultaneamente as variações de massa e de entalpia, enquanto os compostos químicos da fração volátil da amostra são identificados pelo espectrômetro de massa. O aparelho é equipado com microbalança de alta sensibilidade e precisão de 0,1 micrograma, e permite analisar amostras entre 5 mg e 35 g. O sistema realiza o aquecimento da amostra em atmosfera estática, dinâmica, inerte ou oxidante, sendo a atmosfera do sistema controlada por mistura de gases. Bomba de vácuo e adaptadores para gases acompanham o conjunto. As taxas de aquecimento são ajustáveis entre 0,001 e 50 K/min. O sistema é controlado por computador com softwares de calibração e controle, para aquisição e tratamento de dados em ambiente Windows (Proteus basic software, ExpertMode user interface), tanto para as análises térmicas como para as de espectrometria de massa. Acompanha conjunto de sete substâncias puras para calibração de entalpia e temperatura (In, Sn, Zn, Al, Ag, Au, Ni) em porta-amostras de Al2O3, e de conjunto de discos de safira de pureza certificada para calibração de entalpia.

O presente projeto objetiva o estudo petrológico de corpos magmáticos específicos de afinidade básicaultrabásicainsaturados em SiO2 da Plataforma Brasileira, focando-se especialmente em técnicas de microanálise, in situ, para caracterização composicional de elementos maiores, menores, traços e isótopos de minerais-chave selecionados. Tais composições pontuais em minerais-chave permitirão, por um lado, no caso de xenocristais do manto, o estudo de fontes e suas complexidades, como o cálculo de parâmetros intensivos (P, T, fO2), e possível influência de processos de metassomatismo; por outro lado, no caso de antecristais e fenocristais, permitirão o melhor entendimento de processos de evolução em sistema aberto, como processos de interação entre magmas de composições contrastantes e/ou processos de assimilação crustal. Este tipo de estudo de detalhe tem se mostrado de fundamental importância nos estudos de corposde afinidade kimberlítica, sempre apresentando elevada carga de xenocristais do manto e com diferentes tipos de interação com materiais crustais, e no estudo de rochas porfiríticas de caráter mesocrático a melanocrático, como basanitos, basaltos alcalinos, lamprófiros alcalinos, mas também tipos intrusivos associados a corpos cumuláticos máfico-ultramáficos de tendência alcalina. Nas ocorrências da plataforma brasileira, boa parte destes tipos magmáticos tem se mostrado representativa de sistemas complexos, multi-intrusivos, com evolução em câmaras conectadas em profundidade (complex plumbing systems), e constituídos por diferentes populações de cristais com significados genéticos distintos. Mesmopara carbonatitos, processos de assimilação de encaixantes silicáticas apenas são identificados por estudosde detalhe. O projeto procurará abranger a tópicos específicos ainda pouco explorados para as ocorrências insaturadas em SiO2 a partir de novos conceitos como, por exemplo: 1) identificação e caracterização das diferentes populações de cristais presentes em rochas heterogêneas e híbridas (e.g., fenocristais vs. antecristais, cristais cognatos vs. xenocristais), 2) o estudo detalhado dos padrões de zoneamento e texturas associadas aos principais minerais, com história de cristalização mais extensa em cada sistema, quer carregados em variedades hipoabissais a vulcânicas, quer cristalizados em câmaras magmáticas; 3) processos petrológicos que podem ser inferidos e/ou evidenciados a partir do entendimento da influência de tais populações, dando assim subsídios robustos a (4) modelagens geoquímicas de processos a partir de algoritmos com base composicional e termodinâmica (como Melts e Magma Chamber Simulator).

O presente projeto representa uma continuidade de linha de pesquisa que vem se ocupando há longo tempo de aspectos gerais (geológicos, mineralógicos, petrográficos, petrológicos, geoquímicos e geocronológicos) das rochas alcalinas presentes dominantemente nas margens das bacias do Paraná, Santos e Bauru, e que se estendem pelo território brasileiro e dos países vizinhos (Paraguai, Bolívia e Uruguai). Esse magmatismo encontra manifestação na região meridional da Plataforma Brasileira e apresenta idade variável do Triássico ao Paleoceno. Reúne número considerável de ocorrências, cuja investigação sistemática, sempre com o auxílio financeiro da Fapesp, vem contribuindo para o melhor conhecimento da sua história petrogenética e dos processos que influenciaram a sua formação. O projeto é de apoio direto às atividades de pesquisa e procura viabilizar a execução de trabalhos de campo e de extensa programação laboratorial, voltada essencialmente para a geoquímica de rochas e de minerais.

Projeto Temático FAPESP - Resumo: A reativação da Plataforma Brasileira durante o Mesozoico influenciou fortemente a configuração geológica do sul e sudeste do Brasil, resultando na abertura do Atlântico Sul e na geração das bacias marginais que hospedam importantes volumes de depósitos de hidrocarbonetos.Uma das maiores manifestações desta reativação é o expressivo magmatismo de idade cretácea, registrado tanto nas bacias marginais como no continente, onde se expõem a segunda maior província basáltica continental em área do Planeta Terra (a Província Magmática Paraná), e uma das mais expressivas e diversificadas manifestações alcalinas conhecidas, margeando toda a Província, à qual se associam importantes depósitos minerais. Rochas vulcânicas silícicas (dacitos-riolitos) associadas, ainda que subordinadas volumetricamente, têm características singulares, que despertam o interesse da comunidade internacional, especialmente quanto a seus estilos eruptivos.Este projeto aprofunda a experiência acumulada nos últimos cinco anos, em que alguns dos grupos de pesquisa mais ativos no estudo do magmatismo Mesozoico do S-SE do Brasil, sediados em diversas Universidades e Institutos de Pesquisa, vêm trabalhando em associação para integrar estudos petrológicos, vulcanológicos e geocronológicos sobre a Província. São propostos dois focos principais, fortemente interligados. No estudo do vulcanismo, os principais objetivos são o estabelecimento de uma coluna estratigráfica integrada para toda a Província (com o reconhecimento de unidades estratigráficas formais), a determinação precisa da idade e duração do vulcanismo (através de geocronologia de alta precisão, pelos métodos U-Pb TIMS e Ar-Ar, e paleomagnetismo), a identificação dos estilos eruptivos do magmatismo silícico e basáltico (combinando levantamentos estruturais de campo e petrologia experimental) e a avaliação dos eventuais impactos ambientais (acrescentando aos estudos anteriores o estudo quantitativo do conteúdo e emissões de voláteis). No estudo do plutonismo associado, será enfatizada a petrogênese do magmatismo alcalino e toleítico, com a identificação das fontes mantélicas e sua zonalidade regional, e caracterização e quantificação dos processos de evolução crustal em sistemas fechados e abertos, e será refinada a geocronologia do magmatismo alcalino, que se estendeu por um período muito superior ao magmatismo toleítico, trazendo assim informação fundamental sobre eventos anteriores, contemporâneos e posteriores à abertura do Atlântico sul. (AU)

O projeto é orientado para a investigação sistemática de diferentes aspectos (geologia, mineralogia, petrografia, geoquímica, petrologia, geocronologia) das numerosas ocorrências alcalinas espalhadas principalmente pelos territórios brasileiro e paraguaio e comumente associadas com as margens das bacias sedimentares do Paraná, Santos e Bauru. Dados coletados no programa levarão ao maior conhecimento do magmatismo e certamente contribuirão para a melhor compreensão da origem e evolução das rochas alcalinas estudadas.

O presente projeto objetiva o estudo da influência composicional de xenocristais e antecristais em magmas básicos a ultrabásicos alcalinos. Esta questão é de fundamental importância nos estudos de lamprófiros, rochas porfiríticas de caráter mesocrático a melanocrático, de corpos cumuláticos máfico-ultramáficos e de corpos kimberlíticos/kamafugíticos relacionados ao magmatismo alcalino do Cretáceo na Plataforma Brasileira. Todos estes tipos magmáticos são representativos de sistemas complexos, multi-intrusivos, com evolução em câmaras conectadas em profundidade (complex plumbing systems), e constituídos por diferentes populações de cristais com significados genéticos distintos. O projeto procurará abranger a tópicos específicos ainda pouco explorados para as ocorrências alcalinas cretáceas a partir de novos conceitos como, por exemplo, 1) identificação e caracterização das diferentes populações de cristais presentes em rochas heterogêneas e híbridas (e.g., fenocristais vs. antecristais, cristais cognatos vs. xenocristais), 2) a influência composicional que as populações de cristais que não se encontram em equilíbrio químico com o sistema (xenocristais ou antecristais) exercem sobre as análises globais que são sistematicamente obtidas, e 3) processos petrológicos que podem ser inferidos e/ou evidenciados a partir do entendimento da influência de tais populações. As relações de equilíbrio entre fundidos e populações de cristais serão avaliadas por meio de critérios texturais (tipos de zonamentos, texturas de corrosão e/ou reabsorção, sobrecrescimentos, etc.) bem como de tendências composicionais, tanto de elementos maiores quanto de traços, e de assinaturas isotópicas obtidas in situ. A programação compreende a análises petrográficas por microscópica ótica, por microscópio eletrônico de varredura (MEV) e por catodoluminescência, análises pontuais (in situ) de química mineral de elementos maiores, menores e traços por microssonda eletrônica (WDS) e por espectrometria de massa LA ICP-MS, bem como de análises isotópicas, principalmente da razão 87Sr/86Sr, por espectrometria de massa LA-MC-ICP-MS. Conjugando-se critérios texturais, composicionais e isotópicas entre minerais e/ou entre estágios de cristalização mineral, será possível atribuir significados genéticos às diferentes populações de cristais presentes em um dado litotipo (xenocristais, antecristais e cristais cognatos), entender de melhor maneira os processos magmáticos envolvidos e construir modelos petrológicos mais detalhados

O presente projeto representa uma continuidade da linha de pesquisa sobre os aspectos gerais (mineralógicos, petrológicos, geoquímicos e geocronológicos) do magmatismo alcalino que ocorre dominantemente nas margens das Bacias do Paraná, Bauru e Santos, estendendo-se pelo território brasileiro e de países vizinhos (Bolívia, Paraguai e Uruguai). Esse magmatismo, de idade variável do Triássico ao Paleoceno, reúne número considerável de ocorrências, cuja investigação sistemática vem contribuindo para o melhor conhecimento da sua história petrogenética e dos processos que influenciaram a formação das rochas alcalinas. O projeto é de apoio direto às atividades de pesquisa e busca viabilizar a execução de trabalhos de campo e de extensa programação laboratorial, esta voltada essencialmente para a geoquímica de rochas e de minerais.

A reativação da plataforma brasileira durante o mesozóico exerceu influência fundamental na configuração geológica do sul e sudeste do Brasil, resultando na abertura do oceano Atlântico sul e geração das bacias marginais que hoje hospedam importantes volumes de hidrocarbonetos. O magmatismo associado a esta reativação é expressivo, e corresponde à segunda maior província vulcânica continental em área do Planeta Terra (Província Magmática Paraná-Etendeka) e a uma das mais notáveis associações de rochas alcalinas registradas, à qual se associam importantes jazimentos minerais. Embora claramente vinculados temporal e espacialmente, os processos geradores do magmatismo toleítico e alcalino raramente foram objeto de estudos integrados; da mesma forma, a abordagem geológica e geofísica nas escalas regional e de detalhe são carentes de maior integração. Neste projeto, associam-se alguns dos grupos de pesquisa mais atuantes no estudo do magmatismo mesozóico-cenozóico do sul e sudeste brasileiro, com o objetivo de procurar de modo integrado a solução de alguns dos problemas petrológicos e geofísicos mais relevantes no tema, em especial a estratigrafia e cronologia do magmatismo, os processos físicos de alojamento e extrusão dos magmas, a natureza das fontes, com ênfase nos processos de geração de magmas no manto e crosta subjacentes, e o significado geodinâmico do magmatismo. Com este propósito, uma ampla variedade de ferramentas será empregada, incluindo algumas clássicas (e.g., geoquímica elemental e isotópica em rocha total e em minerais; datação Ar-Ar) e outras que são novas ou serão pela primeira vez usadas de modo mais abrangente para essas rochas (datação U-Pb; isotopia Lu-Hf; levantamentos magnetotelúricos; estudos estruturais de detalhe combinados com anisotropia de suceptibilidade magnética e/ou gravimetria; petrologia experimental)

O presente projeto visa à investigação do magmatismo máfico de tendência alcalina relacionado aos eventos de idade Meso-Cenozóica da Plataforma Brasileira, restritos ao estado de São Paulo, por meio de análises petrográficas e geoquímicas globais de rocha-total e isotópicas em diques lamprofíricos. Tem como objetivo o reconhecimento de assembléias minerais e das composições geoquímicas e isotópicas, bem como a caracterização de assinaturas específicas que permitam inferir com maior propriedade o tipo de fonte mantélica capaz de gerar tais ocorrências. Além disso, o estudo de química mineral pontual de elementos maiores e traços das fases mais proeminentes possibilitará também um melhor entendimento dos processos de cristalização envolvidos na formação dessas rochas, em especial dos monchiquitos, lamprófiros portadores de matriz de composição vítrea. Com base nesses resultados, pretende-se determinar os coeficientes de partição cristal/líquido para fases minerais como clinopiroxênio e olivina, invariavelmente presentes como fenocristais. Ainda, dar continuidade ao programa de análises químicas pontuais completas dos minerais precocemente formados dos corpos cumuláticos máfico-ultramáficos que ocorrem associados e cujos líquidos iniciais são possivelmente de composição lamprofírica. Assim, a sua principal contribuição consiste no melhor conhecimento dos tipos magmáticos envolvidos nas séries de diques alcalinos e na formação dos corpos cumuláticos, além de suas respectivas tendências de evolução magmática e informações sobre fonte mantélica. A obtenção desses dados contribuirá para diminuir a carência existente na literatura de trabalhos de detalhe tratando de magmas de tendência alcalina no contexto da Plataforma Brasileira.

O presente projeto de pesquisa tem por objetivo o estudo da composição química de minerais dos grupos da cuspidina-wöhlerita, mosandrita e eudialita. Esses minerais são sorossilicatos e ciclossilicatos de Zr, Ti, Nb e ETR de ocorrência rara e restrita a rochas alcalinas agpaíticas. Os procedimentos analíticos irão combinar técnicas de microanálise tais como a microssonda eletrônica, que permite a obtenção de elementos maiores e menores, e a ablação a laser acoplado a um espectrômetro de massa (LA-ICPMS), que obterá os elementos traços. A contribuição científica pretendida inclui um estudo cristaloquímico de detalhe, bem como sua caracterização textural e contextualização petrológica em algumas das ocorrências alcalinas da Plataforma Sul Americana. O estudo cristaloquímico de cada fase mineral enfatizará a distribuição catiônica adequada dos elementos químicos encontrados, identificação de variações composicionais, mecanismos de substituições iônicas e suas extensões. Além disso, as observações texturais e a quantificação dos elementos traços deverão fornecer informações do ambiente de cristalização, permitindo desvendar a história magmática/hidrotermal e possíveis reações magmáticas envolvidas na gênese e evolução desses os minerais acessórios.

O projeto teve como objetivo investigar as numerosas manifestações de atividade magmática alcalina ocorridas na Plataforma Sul-Americana desde o Permo-Triássico (250-240 Ma) até o Oligoceno (~39 Ma) e que se estenderam pelos territórios de quatro países (em ordem de abundância: Brasil, Paraguai, Bolívia e Uruguai). Além do trabalho central, direcionado para o estudo sistemático dessas ocorrências sob os seus mais diversos aspectos (mineralógicos, petrológicos, geoquímicos, geocronológicos e paleomagnéticos), o projeto contemplou ainda três outras linhas de pesquisa de interesse mais específico (1. a descrição de novas intrusões kimberlíticas na região norte do Brasil; 2. a caracterização geoquímica de associações carbonatíticas presentes nos países acima, à exceção do Uruguai, e sua correlação com litologias congêneres do continente Africano, notadamente da Angola e da Namíbia; 3. a definição do padrão de comportamento estrutural de corpos alcalinos em diversos ambientes geológicos e a integração dos dados coligidos, de forma a ter-se visão mais geral sobre a sua colocação e comportamento tectônico) , como subsídios para o melhor conhecimento da origem e das fontes geradoras dessas rochas, bem como da evolução do magmatismo alcalino como um todo.. O projeto é eminentemente de apoio direto às atividades de pesquisa, procurando criar condições para a viabilização dos trabalhos de campo programados para locais muito diversos e geograficamente distantes, seja em território nacional, seja dos países vizinhos