Origin and redox conditions of formation of Fe and Mn crusts of Mount Sirius: a comparative study with other crusts of the Rio Grande Rise

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5380/bpg.v83i2.99866

Abstract

Over the past decade, Fe-Mn crusts from the Rio Grande Rise (RGR) have been extensively studied to better understand their genesis and characteristics. This work aims to contribute by characterizing the formation processes of Fe-Mn crusts from Sirius Mount. Two distinct groups of crusts were identified based on their Rare Earth Element (REE) concentrations. Group 1 showed REEPAAS values < 10, slight enrichment of heavy REEs, negative Ce anomalies, positive La and Y anomalies, and a diagenetic origin. Group 2 exhibited REEPAAS values > 10, a strong positive Ce anomaly, a negative Y anomaly, and a hydrogenetic origin. As in other studies, our results indicate that deep-water crusts are predominantly hydrogenetic and weakly phosphatized, whereas shallow-water crusts underwent more intense diagenetic processes and phosphatization. The positive Ce anomalies correlate with Oxygen Minimum Zones (OMZs) and high primary productivity. Finally, the results contribute to a better understanding of the origin and evolution of the RGR crusts.

Author Biographies

Emilio Evo Magro Correa Urbano, UFOP

     

Marcos Nóbrega II, CPRM/SBG

Graduado em Geologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (2003) e em Oceanografia pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2010). Mestre em Geologia e Geofísica Marinha pela Universidade Federal Fluminense (2011). Em 30 de junho de 2010 entrou como Pesquisador em Geociência pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), também conhecido como Serviço Geológico do Brasil, nas áreas de hidrogeologia atuando na região norte do Brasil. Coordenou o Projeto SIAGAS em conjunto com o Projeto Qualidade de Água Subterrânea no perímetro urbano de Porto Velho, Rondônia. Atualmente trabalha na Divisão de Geologia Marinha (DIGEOM), na área de águas profundas dentro do projeto Pró Cordilheira, também atua no projeto ERG. Está lotado na cidade de Fortaleza junto a REFO. Titulado en Geologia en la Universidad Federal de Minas Gerais (2003) y en Oceanografia por la Universidad del Estado de Rio de Janeiro (2010). Magister en Geologia y Geofísica Marina por la Universidad Federal Fluminense (2011). Investigador en Geociências de la empresa brasileira Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM).

Joana Reis Magalhães, CPRM/SBG

Graduada em Geologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (2008), onde trabalhou em diversos projetos de mapeamento geológico. Mestre em Geologia pelo Programa de Pós-Graduação em Análise de Bacias e Faixas Móveis, na área de concentração Tectônica, Petrologia e Recursos Minerais da Faculdade de Geologia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2012), trabalhando com petrologia, geoquímica e caracterização tectônica de diques máficos alcalinos. Realizou estágio de pesquisa em geoquímica isotópica e geocronologia na Université du Québec à Montréal, Montréal, Canadá, e na Université de Lausanne, Lausanne, Suíça. Doutora pela Universidade Federal de Minas Gerais (2019), com foco em Petrologia metamórfica, geoquímica isotópica e geocronologia, realizou um ano de pesquisa na Université de Lausanne, na Suíça (2016). Atualmente é Pesquisadora em Geociências/Geóloga no Serviço Geológico do Brasil - CPRM e ocupa o cargo de Diretora Finaceira da Sociedade Brasileira de Geologia - Núcleo Minas Gerais (biênio 2021-2022).

Eduardo Duarte Marques, CPRM/SBG

Possui graduação em Geologia pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (2003), mestrado em Geoquímica pela Universidade Federal Fluminense (2006) e doutorado em Geoquímica também pela Universidade Federal Fluminense (2010). Atualmente trabalha no Serviço Geológico do Brasil (CPRM), onde exerce o cargo de Geoquímico Especialista da Divisão de Geoquímica (DIGEOQ), sendo o atual Coordenador Nacional de Geoquímica, atuando em projetos em todo território nacional, principalmente na Superintendência Regional de Belo Horizonte, tanto em serviços de Prospecção Mineral quanto de Geoquímica Ambiental. Possui experiência na área de Geoquímica, com ênfase em Geoquímica de Prospecção, Hidrogeoquímica e Geoquímica Ambiental. É também pesquisador membro dos grupos multi-institucionais de pesquisa CNPq 1) Geodinâmica de Terrenos Pré-Cambrianos e Sistemas Minerais Associados (SisMineral - UnB); 2) Mapeamento Geoquímico Multipropósitos (UFF). É também orientador da indústria do Student Chapter SEG (Society of Economic Geologists) da UFRuralRJ e da UFG.

Julio Lombello, CPRM/SBG

Especialista em Administração Pública, Planejamento e Gestão Governamental pela Escola de Governo Professor Paulo Neves de Carvalho, da Fundação João Pinheiro (2018). Possui graduação em Engenharia Geológica pela Escola de Minas de Ouro Preto, da Universidade Federal de Ouro Preto (2006); e mestrado pelo departamento de Geociências, com ênfase em Geologia Regional pela Universidade Federal do Amazonas (2011). Atualmente é Engenheiro Geólogo e Pesquisador em Geociências da Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Cartografia Geológica, Geologia Estrutural, Petrologia, e Geoquímica Isotópica aplicada à Geologia Regional na Superintendência de Belo Horizonte, da Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais/Serviço Geológico do Brasil (CPRM/SGB).

Jonathan Rojas, CPRM/SBG

Geólogo pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos - UNISINOS (2007), atuando principalmente como Responsável Técnico na Litoteca Regional de Caeté - LIR-Caeté e Laboratório de Preparação de Amostras. Já atuou nas áreas de Mapeamento Geológico (participação no Projeto Rio Pardo de Minas), Chefe de campo de prospecção Geoquímica (participação nos levantamentos do Projeto Vazante/Paracatu), Mapeamento de Áreas de Risco (cidades de Guidoval, Guiricema e Ubá), Recursos Minerais (participação no Projeto Lítio no Brasil).

References

BAU, M.; DULSKI, P. Distribution of yttrium and rare-earth elements in the Penge and Kuruman iron-formations, Transvaal Supergroup, South Africa. Precambrian Research, v. 79, p. 37–55, 1996.

BAU, M. et al. Discriminating between different genetic types of marine ferro-manganese crusts and nodules based on rare earth elements and yttrium. Chemical Geology, v. 381, p. 1–9, 2014.

BENITES, M. et al. Genesis and evolution of ferromanganese crusts from the summit of Rio Grande Rise, Southwest Atlantic Ocean. Minerals, v. 10, p. 1–36, 2020.

BENITES, M. et al. Miocene phosphatization of rocks from the summit of Rio Grande Rise, Southwest Atlantic Ocean. Paleoceanography and Paleoclimatology, v. 36, n. 9, p. 1–24, 2021.

BENITES, M. Controls on the chemical composition of ferromanganese crusts from deep-water to the summit of the Rio Grande Rise, South Atlantic Ocean. Marine Geology, v. 462, p. 1–19, 2023.

GOTO, K. T. et al. Paleoceanographic conditions on the São Paulo Ridge, SW Atlantic Ocean, for the past 30 million years inferred from Os and Pb isotopes of a hydrogenous ferromanganese crust. Deep-Sea Research. Part II: Topical Studies in Oceanography, v. 146, p. 82–92, 2017.

HEIN, J. et al. Two major Cenozoic episodes of phosphogenesis recorded in Equatorial Pacific seamounts deposits. Paleoceanography, v. 8, p. 293–311, 1993.

KUHN, T. et al. Origin of negative Ce anomalies in mixed hydrothermal-hydrogenetic Fe–Mn crusts from the Central Indian Ridge. Earth and Planetary Science Letters, v. 163, n. 1–4, p. 207–220, 1998.

LUSTY, P. A.; MURTON, B. J. Deep-ocean mineral deposits: metal resources and windows into Earth’s processes. Elements: An International Magazine of Mineralogy, Geochemistry, and Petrology, v. 14, n. 5, p. 301–306, 2018.

LUSTY, P. A.; HEIN, J. R.; JOSSO, P. Formation and occurrence of ferromanganese crusts: Earth's storehouse for critical metals. Elements, v. 14, n. 5, p. 313–318, 2018.

MATSUURA, Y. Contribuição ao estudo da estrutura oceanográfica da região sudeste entre Cabo Frio (RJ) e Cabo de Santa Marta Grande (SC). Ciência & Cultura, v. 38, n. 8, p. 1439–1450, 1986.

SOUSA, I. et al. Mineralogy and chemical composition of ferromanganese crusts from the Cruzeiro do Sul Lineament – Rio Grande Rise, South Atlantic. Journal of South American Earth Sciences, v. 108, p. 1–18, 2021.

TAYLOR, S. R.; MCLENNAN, S. M. The continental crust: its composition and evolution; an examination of the geochemical record preserved in sedimentary rocks. Oxford: Blackwell, 1985. 312 p.

Published

2025-07-30

How to Cite

Urbano, E. E. M. C., Nóbrega II, M., Magalhães, J. R., Marques, E. D., Lombello, J., & Rojas, J. (2025). Origin and redox conditions of formation of Fe and Mn crusts of Mount Sirius: a comparative study with other crusts of the Rio Grande Rise. Boletim Paranaense De Geociências , 83(2), 1–10. https://doi.org/10.5380/bpg.v83i2.99866

Issue

Section

Artigos do GeoMinE