The petrogenesis of tholeiitic diabases in eastern Parnaíba Basin: evidence for geochemical heterogeneities in the subcontinental lithospheric mantle in NE Brazil Translated title: Petrogênese de diabásios toleíticos na porção oriental da Bacia do Parnaíba: evidências para heterogeneidade no manto litosférico subcontinental no NE do Brasil

Abstract

ABSTRACT: The sedimentary rocks within the Paleozoic Parnaiba basin in NE Brazil were intruded by voluminous tholeiitic diabase sills and covered by coeval basaltic flows. This paper presents lithogeochemical data of borehole samples obtained from wells located in the eastern portion of the Parnaiba basin. The diabases are subalkaline tholeiitc rocks comprising three high-TiO2 and three low-TiO2 suites that are unrelated by differentiation processes. Fractional crystallization of olivine and augite was the predominantly evolutionary processes within individual high- and low-TiO2 suites as depicted by trace element geochemical modelling, exception being made for one low-TiO2 suite that evolved by AFC. Parental compositions for both low- and high-TiO2 suites are related with variably enriched, spinel harzburgitic sources likely to represent the heterogeneous subcontinental lithospheric mantle underneath the sedimentary basin. The geochemical provinciality of the Parnaiba tholeiitic magmatism seems unrelated with the Transbrasiliano Lineament but may be due to lithospheric mantle amalgamation and remobilization occurred during previous tectonic events.

Translated abstract

RESUMO: As rochas sedimentares paleozóicas da Bacia do Parnaíba, no Nordeste do Brasil, foram intrudidas por soleiras volumosas de diabásio toleítico e cobertas por derrames basálticos. Este artigo apresenta dados geoquímicos obtidos a partir de amostras de poços da porção leste da bacia sedimentar. Os diabásios são subalcalinos, toleíticos e agrupam-se em três suites de alto-TiO2 e três de baixo-TiO2 não relacionadas por processos de diferenciação. Os processos petrogenéticos foram investigados com base em modelagem geoquímica e revelaram que as suites toleíticas evoluíram por cristalização fracionada de augita e olivina à exceção de uma, de baixo-TiO2, evoluída por AFC em câmaras magmáticas pequenas na crosta superior. As composições parentais de ambas as suites, de baixo-TiO2 e alto-TiO2, estão relacionadas com fontes mantélicas harzburgíticas variavelmente enriquecidas dentro da zona de estabilidade espinélio representadas pelo manto litosférico subcontinental. Esta fonte mantélica é lateralmente e/ou verticalmente quimicamente heterogênea e a provincialidade geoquímica em escala local parece não ter sido controlada pelo Lineamento Transbrasiliano, mas sim por remobilização do manto litosférico subcontinental possivelmente amalgamado durante processos orogênicos colisionais ocorridos previamente.