RESUMO Este trabalho apresenta os comportamentos geoquímicos de elementos traços das rochas alcalinas félsicas do Estado do Rio de Janeiro, Brasil, com atenção especial da cristalização fracionada e assimilação da crosta continental. O fracionamento de leucita e de feldspato alcalino potássico aumenta Rb/K e reduz K2O/(K2O+Na2O). Os magmas primitivos de nefelina sienito têm baixa Zr/TiO2, Sr e Ba. No diagrama de Nb/Y v.s. Zr/TiO2, essas rochas são projetadas nos campos de álcali basalto, basanito e nefelinito, ao invés do campo de fonolito. O nefelina sienito peralcalino, que é bem fracionado, possui alta Zr/TiO2 porém não há zircão. Os diagramas do índice de saturação de sílica (ISS) distinguem as sequências originadas da cristalização fracionada e da assimilação crustal. No campo de ISS<-200, Zr/TiO2 e Ba/Sr apresentam seqüências de correlação negativa ao SSI por consequência da cristalização fracionada. No campo de ISS>-200, essas mostram correlações positivas devido à assimilação da crosta continental. O teor total de ETR's (Elementos Terras Raras) é cerca de 10 vezes de rochas graníticas, porém LaN/SmN e LaN/YbN são similares. A seqüência de elementos terras raras é linear e a anomalia de Eu é irrelevante. O líquido pegmatítico gerado pela fusão parcial da rocha encaixante é supersaturado em SiO2 e peraluminoso com altos Ba, Sr, Ba/Sr, Zr/TiO2 e SSI com alto teor de fluídos. Este modelo justifica a composição peraluminosa e supersaturada em SiO2 das rochas com relevante efeito da assimilação da crosta continental.

ABSTRACT This paper presents geochemical behaviour of trace elements of the felsic alkaline rocks of the state of Rio de Janeiro, Brazil, with special attention of fractional crystallization and continental crust assimilation. Fractionation of leucite and K-feldspar increases Rb/K and decreases K2O/(K2O+Na2O). Primitive nepheline syenite magmas have low Zr/TiO2, Sr, and Ba. On the Nb/Y vs. Zr/TiO2 diagram, these rocks are projected on the field of alkaline basalt, basanite, and nephelinite, instead of phonolite. Well-fractionated peralkaline nepheline syenite has high Zr/TiO2 but there are no zircon. The diagrams of silica saturation index (SSI) distinguish the trends originated form fractional crystallization and crustal assimilation. In the field of SSI<-200, Zr/TiO2 and Ba/Sr have negative correlations to SSI in consequence of fractional crystallization. In the field of SSI>-200, they show positive correlations due to continental crust assimilation. Total REEs (Rare Earth Elements) is nearly 10 times that of granitic rocks, but LaN/SmN and LaN/YbN are similar. REE trend is linear and Eu anomaly is irrelevant. The pegmatitic liquid generated by country rock partial melting is SiO2-oversaturated and peraluminous with high Ba, Sr, Ba/Sr, Zr/TiO2, and SSI, with high content of fluids. This model justifies the peraluminous and SiO2-oversaturated composition of the rocks with relevant effects of continental crust assimilation.

Este trabalho apresenta análises gravimétricas e morfológicas com base nos dados de satélites de EGM2008 e TOPEX para a área do maciço do manto oceânico da cadeia peridotítica de São Pedro e São Paulo, Oceano Atlântico Equatorial. A anomalia ar-livre indica que o contato atual das placas não se situa ao longo da graben longitudinal que se cruza com a cadeia peridotítica, mas em cerca de 20 km ao norte dessa. A alta anomalia Bouguer da cadeia peridotítica sugere que o maciço é constituído principalmente por rochas ultramáficas não serpentinizadas. A ausência de compensação isostática e o baixo grau de serpentinização das rochas ultramáficas indicam que a cadeia peridotítica é sustentada principalmente pelo soerguimento tectônico ativo. A relação não paralela entre a falha transformante e o movimento relativo das placas gera a compressão quase norte-sul e o consequente soerguimento tectônico. Neste sentido, o maciço peridotítico é uma cadeia de pressão devido ao deslocamento lateral da Falha Transformante de São Paulo.

This paper presents gravimetric and morphologic analyses based on the satellite-derived data set of EGM2008 and TOPEX for the area of the oceanic mantle massif of the Saint Peter and Saint Paul peridotite ridge, Equatorial Atlantic Ocean. The free-air anomaly indicates that the present plate boundary is not situated along the longitudinal graben which cuts peridotite ridge, but about 20 km to the north of it. The high Bouguer anomaly of the peridotite ridge suggests that it is constituted mainly by unserpentinised ultramafic rocks. The absence of isostatic compensation and low-degree serpentinisation of the ultramafic rocks indicate that the peridotite ridge is sustained mainly by active tectonic uplift. The unparallel relation between the transform fault and the relative plate motion generates near north-south compression and the consequent tectonic uplift. In this sense, the peridotite massif is a pressure ridge due to the strike-slip displacement of the Saint Paul Transform Fault.

A variação morfológica da Cordilheira Mesoatlântica Sul (CMAS) é analisada com foco na segmentação estrutural, gravimetria residual e a geoquímica de basaltos. O estudo estabelece uma análise morfoestrutural da CMAS, inferindo sobre os processos tectônicos e magmáticos em subsuperfície que originam e influenciam a topografia observada. A análise morfológica da CMAS, em escala da ordem de 1.000 km, revelou a existência de domos topográficos, ao norte e ao sul da CMAS, separados por uma região central deprimida. A partir desta análise foram definidos três domínios topográficos, nomeados aqui Norte, Central e Sul, centrados em torno de 10ºS, 25ºS e 40ºS. Estes resultados sugerem um magmatismo mais intenso sob o eixo da cordilheira nos Domínio Norte e, principalmente no Domínio Sul, enquanto na região do Domínio Central predominam os processos tectônicos, com um magmatismo esparso. Tal segmentação de longo comprimento de onda da CMAS está relacionada a processos profundos no manto astenosférico, sugerindo uma estrutura de densidade do manto regionalmente diferenciada em todo Atlântico Sul (AS). Ao norte e ao sul, o eixo da cordilheira parece ser alimentado por fontes profundas no manto, coerente com os domos topográficos observados, enquanto a topografia menos elevada observada na região central provavelmente está relacionada a um adensamento e/ou resfriamento mantélico. A análise morfológica da CMAS em escala de maior detalhe revelou a existência de 20 segmentos tectônicos, cuja morfoestrutura apresenta uma notável variação ao longo da CMAS, intra e intersegmentos. Um vale axial, com profundidade média da ordem de 3.200 m, é em geral observado no eixo da CMAS, mas em certas regiões sua ausência é marcante. A largura do vale central, bem como a elevação das montanhas do rifte também é variável, sugerindo assim forte controle de processos de acresção locais variáveis no tempo e no espaço.

The South Atlantic Ridge (SAR) morphology is investigated, focusing on the topography variation across and along the ridge axis, as well as tectonic segmentation, residual gravity and basalt geochemistry variation. This analysis of the SAR allows inferring on the origin and processes that forms the ridge morphology. The analysis of the SAR morphology on a scale larger than 1.000 km revealed two topographic bulges on the northern and southern ends of the South Atlantic (SA) separated by a relatively deep central region. This morphological variation defined three topographic domains, called North, Central and South, localized around 10ºS, 25ºS and 40ºS. These results suggested an enhanced magmatism under the ridge axis on the north and south of the SAR, while tectonic processes and sparse magmatism controls the central domain. Such a pattern is probably related to processes in the asthenospheric mantle, and suggests regional mantle heterogeneities in the SA. On the northern and southern ends of the SAR, the ridge axis seems to be fed by deep sources in the mantle, as indicated by the large bulges observed, while the central part of SAR is probably related to a denser and/or cooler region. More detailed analysis of the SAR morphology revealed the existence of 20 tectonic segments, which showed a remarkable variation. The central rift valley with an average depth of 3,267 m is usually observed along the SAR, but certain regions lack central rift. The width of the central valley as well as the height of the rift mountains vary quite a lot, suggesting the importance of local accreting processes influencing the ridge axial morphology.