Tectonic setting of basalts from the Rio Itapicuru greenstone belt revisited (Bahia, Bazil) by trace-element geochemistry

O Greenstone Belt Paleoproterozóico do Rio Itapicuru, nordeste do Cráton do São Francisco, está inserido integralmente no Bloco Serrinha e possui um domínio vulcânico máfico com um contexto geodinâmico de formação em debate, se arco, bacia de retro-arco ou rifte intracontinental. Dados geoquímicos dos basaltos deste domínio foram obtidos com o intuito de reavaliar a geoquímica e o contexto tectônico de formação dessas rochas com base principalmente na geoquímica de elementos-traço de elevado poder interpretativo (e.g. Low Field Strenght Element (LFSE), High Field Strenght Element (HFSE), e Rare Earth Element (REE)). Este domínio é composto de lavas almofadadas, basaltos variolíticos, basaltos maciços e porfiríticos, bem expostos no curso médio do Rio Itapicuru. A paragênese metamórfica indica condições variando de fácies xisto verde a fácies anfibolito. O domínio é composto basicamente por basaltos Fe-toleíticos subalcalinos, que são divididos geoquimicamente em dois grupos: ThI ? enriquecidos em Ti-P e elementos-traço incompatíveis, e outro, representado pelos toleiítos tipo II (ThII) que exibem baixas concentrações nesses elementos. Os ThII são mais primitivos geoquimicamente, exibindo valores relativamente mais elevados em Mg, Ni e Cr. Espacialmente os dois grupos distribuem-se em dois domínio distintos, um a leste (ThI), e outro a oeste (ThII). O enriquecimento seletivo e a alta mobilidade de alguns elementos litófilos (e.g. Rb, Ba, Na, Cs) indicam que os basaltos passaram por processos de metassomatismo em ambiente oceânico. A lacuna composicional entre elementos incompatíveis dos dois grupos (e.g. P, Ti, Zr, Th, Nb) indica que a petrogênese não pode ser explicada por cristalização fracionada isoladamente. Provavelmente, diferentes estágios de fusão parcial seguido de cristalização fracionada foram suficientes para gerar líquidos basálticos distintos. A modelagem geoquímica sugere taxas de fusão variando entre 10-25% de uma mesma fonte sublitosférica (LaN/NbN ?1) sem a presença de granada (LaN/LuN ~1). A composição sugerida da fonte mantélica dos basaltos foi um lherzolito ou plagioclásio lherzolito, que passou por um primeiro estágio de fusão (10-15%) dando origem aos ThI, e sucessivamente um segundo estágio de fusão (15-25%) que gerou os ThII. A presença de uma nítida anomalia negativa de Nb e a semelhança geoquímica com basaltos continentais (e.g. Paraná e Deccan), indicam uma significante assinatura crustal. Os resultados geoquímicos de elementos-traço sugerem para os basaltos do Greenstone Belt do Rio Itapicuru uma semelhança petrotectônica com basaltos transicionais (T-MORB) de ambiente continental a oceânico, similar nos dias de hoje com a margem continental AtlânticaThe Paleoproterozoic Rio Itapicuru Greenstone Belt, situated in the Serrinha Block - northeast São Francisco Craton, has a sequence of basaltic rocks whose tectonic setting is under discussion, i.e whether a back arc setting or intracontinental rift. The basalt geochemistry was revisited on the basis of incompatible trace elements data, such as high field strength elements (HFSE), low field strength element (LFSE) and the rare earth elements (REE). The basalts are well exposed along the Itapicuru River where the study is concentrated. They are composed of massive and pillowed flows with occasional variolitic to porphyritic structures; they show metamorphic paragenesis indicative of greenschist to amphibolite facies. The basalts are essentially Fe-rich tholeiites that can be separated into two groups: ThI ? with high abundances of Ti-P and other trace elements, and ThII ? with low abundances of Ti-P and other trace elements. The ThII group is geochemically more primitive than ThI and is relatively enriched in compatible elements (e.g. Mg, Ni e Cr) and show higher mg-number. The two basalt groups crop out in geographically distinct areas: ThI dominates in the eastern part of the basalts exposure area, whereas ThII is restricted to the western part of it. Selective enrichment in some large ion lithophile elements (LILE), such as Rb, Ba, Na and Cs indicates that the basalts were affected significantly by postmagmatic processes (low-grade metamorphism and ocean water interaction). The large variation of some trace element ratios (e.g. Ti, P, Zr, Nb, Th), indicate that the two basalt groups cannot be linked by fractional crystallization of a single parental magma. Instead, the two groups are likely to have derived from liquids resulting from different degrees of partial melting from a similar mantle source, followed by shallow level fractional crystallization. Geochemical modelling suggests melt rates around 10-25% of the same lithospheric mantle source (LaN/NbN ? 1), with no garnet in the residue (LaN/LuN ~ 1). The suggested source is a lherzolite or plagioclase lherzolite that experienced a first stage of partial melting (10-15%) to give the ThI, and later the ThII group by higher partial melting rates (15-25%). The negative Nb anomaly on mantle-normalised multi-element diagrams and the geochemical similarities with continental flood basalts (e.g. Paraná and Deccan) indicate a significant crustal signature. The combined mode of field occurrence and the trace-element data indicate petrotectonic similarities with transitional-type basalts, thus rendering support to a tectonic setting transitional between continent and ocean, probably similar to the present-day Atlantic continental margi