O sistema alimentador de lavas do magma-tipo Urubici, província magmática Paraná: uma integração de dados geológicos, geoquímicos e geofísicos

Abstract

As Províncias Basálticas Continentais são manifestações ígneas de escala global, resultantes da dinâmica do manto e da crosta, e caracterizadas por extensas acumulações vulcânicas, frequentemente associadas a diques e soleiras. A Província Magmática do Paraná (PMP) apresenta um vulcanismo cretáceo (132-134 Ma) com predominância de basaltos toleíticos e rochas intermediárias a ácidas. A estratigrafia química dos derrames é classificada em seis tipos, com destaque para os derrames alto Ti-Sr do tipo Urubici, que possuem poucos estudos regionais. As rochas intrusivas fornecem informações cruciais sobre os processos evolutivos dos magmas durante sua ascensão e interação com as rochas encaixantes, tornando o estudo de diques e soleiras fundamental para a compreensão da conexão plutono-vulcânica na evolução do magmatismo. Recentes mapeamentos geológicos na região costeira do sul do Brasil revelaram uma rede interconectada de soleiras e diques que representam o sistema alimentador da Província Magmática do Paraná (PMP). Para analisar estes corpos intrusivos e investigar sua ligação com os fluxos de lava, integramos dados de campo, petrográficos, de levantamento aeromagnético e geoquímicos de rocha total. Os produtos do campo magnético corroboraram com os corpos intrusivos interconectados observados em campo e destacaram a concentração de extensas câmaras magmáticas, profundas e rasas, na área, assim como a conectividade entre os reservatórios e os condutos verticais (diques). A análise geoquímica indicou que as soleiras, diques e derrames compartilham uma origem comum associada ao tipo de magma Urubici de alto Ti. As amostras de soleiras exibiram menor dispersão geoquímica quando comparadas aos diques, apresentando um comportamento semelhante às lavas do tipo Urubici não contaminadas, enquanto as amostras de diques apresentaram maiores desvios, mais próximos das unidades contaminadas. Tal variação sugere que a contaminação ocorreu principalmente após a interação magmática inicial, com os diques promovendo a fusão das rochas encaixantes através de seus condutos verticais. Os resultados da nossa abordagem geofísica e geológica holística demonstraram que os processos de contaminação e fusão estão intrinsecamente ligados à dinâmica do sistema alimentador alto Ti do tipo Urubici.

Abstract: Large Igneous Provinces (LIPs) are characterized by vast volumes of mafic lava flows and a complex network of intrusive rocks, including dike swarms, sill complexes, and layered intrusions that, together, compose the magmatic plumbing system. These magmatic events typically occur over short durations (1?5 Myr) and provide critical insights into magmatic processes and their interactions with surrounding rocks. Recent geological mapping in the Southern Brazil Coastal region reveals a connected network of sills and dikes that represent the exhumed plumbing system of the Paraná Magmatic Province (PMP). To better constrain these intrusive bodies and investigate their link to the lava flows, we integrated field, petrographic, aeromagnetic survey, and whole-rock geochemical data. Magnetic field products corroborated with the field-observed interconnected intrusive bodies and highlighted the concentration of deep and shallow large magma chambers within the area, so as the connectivity between these reservoirs and vertical conduits. Geochemical analysis indicated that sills, dikes, and lava flows share a common origin linked to the high-Ti Urubici magma type. Sill samples displayed lower geochemical dispersion when compared to dikes, and behavior similar to the uncontaminated Urubici-type lavas, whereas dike samples had larger deviations, closer to the contaminated units. Such a variation suggests that the contamination primarily occurred after the initial magmatic heating, with dikes boosting the melting of adjacent country rocks through their vertical conduits. The results of our holistic geophysical and geological approach demonstrated that contamination and melting processes are intricately linked to the dynamics of the High-Ti Urubici plumbing system.