4 LITOGEOQUÍMICA
4.4 GANHOS E PERDAS QUÍMICOS - EQUAÇÃO DE GRESEN
4.4.1 Determinação do Fator volume (ʃv)
O terceiro método aplicado para avaliar a mobilidade dos elementos químicos e também quantificar as modificações impostas pelo hidrotermalismo se baseia na proposta de Gresen (1967), que considera nos cálculos a variação na composição química das rochas e também a influência das variações do peso específico causadas pelas alterações. A equação definida pelo referido autor é a seguinte:
[ (
) ]
(1)na qual Xn é o total de perda ou ganho da substância avaliada (em %), ʃV é o
chamado fator volume, que corresponde a variação do volume relacionado a
alteração, e são os pesos específicos (g/cm3) do protólito e da rocha
alterada, respectivamente, e
c
nA
e
c
nB
é a quantidade de cada substância analisada no protólito e na rocha alterada, respectivamente.
Para verificar a imobilidade utilizando a equação de Gresen (1) é necessário considerar que o ganho ou a perda da substância de interesse foi
nulo (Xn=0). Desta forma é possível considerar Xn = 0 e, colocando em
evidência o fator volume, obtêm-se a seguinte equação:
∫ (
) (
)
(2) Como se assumiu que o ganho ou a perda de substâncias foi nula(Xn=0), valores de ʃV próximos a 1 (um) sugerem imobilidade da substância,
maiores que 1 indicam ganho e menores que 1 indicam perda de uma dada substância.
Figura 54 - Variação dos valores de ʃv para elementos maiores, menores e traços, nas diferentes fácies, aplicando a condição de que as perdas e ganhos paras estas substâncias foram nulas. As duas linhas delimitam um aumento e uma redução de 50% no volume da rocha. A direita detalhe da distribuição de ʃv entre 0,5 e 1,5. A – variação nos valores de ʃv para a fácies IM; B – mesmo gráfico mostrando apenas as substâncias que tiveram variação de ± 50% no volume; C - variação nos valores de ʃv para a fácies ISG; D – mesmo gráfico mostrando apenas as substâncias que tiveram variação de ± 50% no volume; E - variação nos valores de ʃv para a fácies ISM; F – mesmo gráfico mostrando apenas as substâncias que tiveram variação de ± 50% no volume.
As substâncias com menor mobilidade foram a sílica e alumina, cujos
valores de ʃV são mais próximos de um e com desvio padrão mais baixo
(Figura 54). As demais substâncias mostram mobilidades variadas, inclusive o titânio.
Quando se comparam os valores de ʃV, considerando os tipos de
alteração (Figura 55), verifica-se que as substâncias responderam de forma diferenciada com respeito à sua mobilidade. Na Figura 55 verificam-se
diferenças na dispersão dos valores de ʃv para cada substância, em relação
aos três tipos principais de alteração. O caso mais extremo é o do sódio, que na alteração argílica (Figura 55A e B) tem valores de ganho de volume extremos e que poderiam ser explicados pela se for considerada a completa lixiviação do sódio da rocha, enquanto na ferruginização (Figura 55C) este elemento apresentou baixa mobilidade e na alteração Cb-Chl-Qtz (Figura 55D) mostrou dispersão intermediária, sugerindo mobilidade menor do que na alteração argílica e maior do que da ferruginização.
O comportamento similar da distribuição dos valores de ʃv para o
zircônio, titânio, ferro e fósforo nas três alterações (Figura 55) chama atenção e sugere um comportamento geoquímico semelhante para estas substâncias.
Após a determinação do ʃv médio de cada uma destas substâncias, para
cada alteração, foi selecionado o ʃv da substância que se mostrou menos
móvel e foram realizados os cálculos de perda e ganho de massa. Os cálculos foram feitos separadamente para cada alteração, em cada uma das fácies hidrotermalizadas (IM, ISM, ISG e pegmatítica), considerando como protólito a rocha que se mostrou menos alterada, do ponto de vista petrográfico.
Para as fácies IM e pegmatítica adotou-se como protólito a amostra FBJ07_01 que apesar de ter leve ferruginização, é menos potassificada que a
amostra FBJ16_09, previamente selecionada como “protólito”. Para a fácies
ISG adotou-se a amostra FBJ13_01 como protólito e para a fácies ISM calculou-se a média entre as amostras FBJ05_02 e 16_08. Optou-se por usar a média entre estas duas amostras porque esta fácies é heterogênea na proporção dos minerais máficos, sobretudo biotita, hornblenda e magnetita, tendo em vista a assimilação de xenólitos diorítico.
Figura 55 - Variação no comportamento de ʃv para elementos maiores, menores e para o zircônio, considerando os principais tipos de alteração hidrotermal e aplicando a condição de que as perdas e ganhos paras estas substâncias foram nulas. A – alteração argílica, notar os valores extremos de ʃv obtidos para o sódio (40-90); B- mesmo gráfico com redução da faixa de variação dos valores de ʃv de forma a permitir a visualização do comportamento deste fator para as demais substâncias; C- ferruginização; D- Alteração Cb-Chl-Qtz. Notar a distribuição semelhante dos valores de ʃv para zircônio, titânio, ferro e fósforo nas três alterações.
4.4.2 Ganhos e perdas associadas à alteração pegmatítica
Esta alteração de ocorrência restrita apresentou um comportamento químico diferenciado, em relação aos elementos maiores e, apesar de terem sido analisadas somente duas amostras as curvas de perdas e ganhos foram muito similares (Figura 58). Houve perda de ferro e sódio da ordem de 1,7%, ganho de potássio entre 2,9 e 4,0% e os demais elementos variaram ± 1%. As modificações envolvendo elementos traço (Figura 57) se restringiu a ganhos de rubídio (51-521 ppm), perdas de estrôncio (-139 a -254 ppm) e de bário, este contudo sem um padrão (-221 a 220 ppm). Em relação aos elementos calcófilos (Figura 58) as curvas mostram modificações pouco significativas, com perda de 20 ppm de zinco, 10 ppm de níquel e ganho de 4 ppm de arsênio e 14 ppb de ouro.
Figura 56 - Curvas de perdas e ganhos de elementos maiores, menores, perda ao fogo (LOI), enxofre (TOT/S) e carbono (TOT/C) totais na alteração pegmatítica.
Figura 57 - Curvas de perdas e ganhos de elementos traço na alteração pegmatítica.
Figura 58 - Curvas de perdas e ganhos de elementos calcófilos para as rochas com alteração pegmatítica.
4.4.3 Ganhos e perdas associados à ferruginização
Dentre os tipos de alteração observados, a ferruginização é a que apresenta a menor homogeneidade no comportamento das curvas de ganhos e perdas (Figura 59). A sílica variou entre -15 e 5% mostrando uma tendência de
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 %
A - Ganhos e perdas na alteração pegmatítica
FBJ04_11 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 Ba Be Cr2O3 Cs Ga Rb Sr Sc Th U V ppm