Interpretação dos resultados

Dados isotópicos para sulfetos e enxofre nativo de sistemas hidrotermais atuais do assoalho oceânico têm ampla variação de valores (Fig. 7.4). Os valores de 34S das rochas do Grupo Grão Pará são próximos dos valores dos sulfetos de origem magmática (Fig. 7.4). Entretanto, os valores obtidos de 34S têm uma significativa variação, indo de valores negativos a positivos: de –4,3 a +5,7 ‰ (Tab. 7.1).

Tabela 7.1 - Dados das análises de isótopos de enxofre em cristais de pirita e calcopirita das rochas

vulcânicas do Grupo Grão Pará. Os sulfetos analisados são de veios pertencentes à zona de alteração hidrotermal intermediária.

No

Minpet Amostra Tipo de veio Mineral δ

34

S (‰)

56 N5EF375P109,80 Brecha preenchida por quartzo Calcopirita -4,3 N5EF375P109,80 Brecha preenchida por quartzo Pirita 1,0 N5EF375P109,80 Brecha preenchida por quartzo Calcopirita -1,8 N5EF375P109,80 Brecha preenchida por quartzo Pirita -1,2 58 N5SF837P294,20 Fratura preenchida por quartzo Calcopirita -0,7 N5SF837P294,20 Fratura preenchida por quartzo Calcopirita 5,7 N5SF837P294,20 Fratura preenchida por quartzo Calcopirita 3,4 N5SF837P294,20 Fratura preenchida por quartzo Calcopirita 0,5 N5SF837P294,20 Fratura preenchida por quartzo Calcopirita 3,3 65 N5SF825P282,45 Fratura preenchida por quartzo Pirita 2,8 N5SF825P282,45 Fratura preenchida por quartzo Pirita 4,9 N5SF825P282,45 Fratura preenchida por quartzo Calcopirita 1,3 N5SF825P282,45 Fratura preenchida por quartzo Pirita 2,4 66 N5SF843P271,00 Brecha preenchida por quartzo Pirita -1,0

N5SF843P271,00 Brecha preenchida por quartzo Pirita 1,4 N5SF843P271,00 Brecha preenchida por quartzo Calcopirita 0,4 N5SF843P271,00 Brecha preenchida por quartzo Pirita 0,7 Os resultados estão em notação padrão em relação ao padrão Cañon Diablo Troilite (CDT).

Figura 7.1 - Sulfetos em veios tipo (a) fratura preenchida por quartzo (amostra

N5SF837P294,20) e (b) brecha com quartzo (amostra N5SF843P271).

Cpy

Sulfeto

Figura 7.2 - Histograma com os valores de 34S separados em cristais de calcopirita e pirita.

Figura 7.3 - Valores de isótopos de enxofre ( 34S) dos sulfetos analisados do Grupo Grão Pará, discriminados por tipo de veio. Símbolos: losangos cheios – fratura preenchida por quartzo; losangos vazios – quartzo brecha.

Figura 7.4 - Valores de isótopos de enxofre ( 34S) dos sulfetos do Grupo Grão Pará analisados neste trabalho e de alguns reservatórios de enxofre. Modificado de Shanks (2001), Gemmell et al. (2004) e Hoefs (2004).

Segundo Hoefs (2004), a composição isotópica de um sulfeto hidrotermal é determinada por:

1) composição isotópica do fluido hidrotermal a partir do qual o mineral é depositado, 2) temperatura de deposição,

3) composição química dos elementos dissolvidos, incluindo pH e fO2 a época da mineralização e

4) quantidade relativa do mineral depositado do fluido.

O primeiro parâmetro é característico da fonte do enxofre, enquanto que os outros três estão relacionados com as condições de precipitação.

Na maioria dos sistemas hidrotermais vulcânicos nas cadeias meso-oceânicas e nos ambientes de arco e retroarco, os valores de 34S posicionam-se em um intervalo restrito de valores próximo ao enxofre magmático (0 ‰) e são geralmente maiores que 0 ‰, com valores de 34S máximos de aproximadamente 10 ‰ (Fig. 7.4). As bactérias têm um papel importante em sistemas hidrotermais de assoalho oceânico e as mesmas podem influenciar os isótopos de enxofre nos precipitados hidrotermais. Sulfato organicamente reduzido da água do mar em sedimentos marinhos é considerado, em alguns sistemas hidrotermais de assoalho oceânico, uma fonte importante de enxofre isotopicamente leve (Shanks et al. 1995

temperatura máxima estimada para a produção de sulfato da água do mar organicamente reduzido é < 120ºC. Entretanto, os estudos de inclusões fluidas (Capítulo 6) mostram temperaturas variando entre 150-320oC para os fluidos hidrotermais, de maneira que sulfato organicamente reduzido da água do mar não foi uma fonte significativa de enxofre para os sulfetos dos veios das rochas máficas do Grupo Grão Pará. Além disso, os valores de 34S apresentados pelos sulfetos aqui estudados são bem diferentes dos sulfetos cristalizados a partir do enxofre presente na água do mar (Fig. 7.4). Portanto, os valores positivos de 34S apresentados pelos sulfetos estudados indicam que os mesmos foram precipitados a partir de fluidos magmáticos (Hoefs 2004).

Os valores negativos de 34S apresentados pelos sulfetos estudados podem ser explicados pela variação no estado de oxidação do fluido hidrotermal. Ohmoto e Goldhaber (1997) apresentam casos em que podem ocorrer variações no estado de oxidação durante o resfriamento do fluido hidrotermal. Estes casos dependem da composição do magma, do sistema ser aberto ou fechado e de reações com a rocha encaixante. Lobato et al. (2005a; 2007) descrevem variações na fO2 do fluido hidrotermal mineralizador de ferro nos depósitos de N4 e N5. Segundo os autores, o fluido mineralizador evolui de relativamente redutor, no estágio incipiente, para condições mais oxidantes, por força da interação com hematita microcristalina e formação de magnetita. Nas rochas máficas, a mudança na fO2 pode ser observada na variação de composição apresentada pelos cristais de clorita de origem hidrotermal, conforme apresentado no Capítulo 4 (item 4.4).

Por outro lado, de acordo com McKibben e Eldridge (1990), ebulição de um fluido hidrotermal seguido da separação de uma fase volátil pode causar variações radicais na composição isotópica de sulfetos depositados por fluidos em ebulição. Os autores observam que a ebulição envolve a perda de H2 e H2S aquosos na fase vapor que causa um aumento no estado de oxidação do líquido residual, levando a um significativo fracionamento dos isótopos de enxofre. No entanto, a magnitude destas mudanças parece ser muito variável, levando a heterogeneidades isotópicas nas amostras e pode causar mudanças rápidas de valores positivos para valores negativos de 34S nos sulfetos.

Nos veios com sulfetos analisados, a amostra N5SF837P294 tem a maior variação dentro de um único veio: os valores de 34S variam entre –0,6 a + 5,7 ‰ em cristais de calcopirita. Os estudos de inclusões fluidas (Capítulo 6) sugerem fluido magmático como uma das fontes para o fluido hidrotermal e separação de fases através de ebulição. Portanto, a variação de 34S pode ter sido causada pela ebulição do fluido hidrotermal. A ebulição pode ter causado as grandes variações nos valores de 34S dentro de amostras individuais e pode ter sido um processo importante na deposição dos sulfetos dos veios das rochas máficas do Grupo Grão Pará.

Figueiredo e Silva (2007) apresenta valores de 34S variando entre +3 e +11 ‰ em sulfetos presentes nos veios que cortam o minério de ferro (depósitos N4 e N5). A autora considera estes valores indicativos de origem magmática para os sulfetos hospedados nos veios. Os dados de 34S em depósitos tipo ferro óxido-Cu-Au (IOCG) de Carajás mostram valores positivos e são interpretados como provenientes de fonte magmática. Como exemplo, podem ser citados os depósitos de Gameleira (Lindenmayer et al. 2001), Igarapé Bahia (Dreher 2004), Alvo GT46/Cinzento (Silva et al. 2005) e Breves (Botelho et al. 2005). Dentre os citados, o depósito de Igarapé Bahia apresenta, além de valores positivos, valores negativos de 34S. Dreher (2004) interperta os valores perto de 0 ‰ (–1,14 a –0,32 ‰) como resultantes de fonte magmática enquanto que, um único valor de –10,88 ‰, é interpretado como oriundo de redução biogênica de sulfato.

O depósito de Sossego tem sulfetos com valores de 34S variando entre 2 e 8 ‰ (Monteiro et al. 2007). Os autores apresentam as seguintes fontes potenciais para o enxofre: evaporitos continentais e lixiviação das rochas hospedeiras, incluindo seqüências vulcanossedimentares com metaevaporitos e rochas ígneas. Entretanto, com os dados disponíveis, os autores afirmam que não é possível definir qual foi a fonte (ou fontes) dos sulfetos analisados. No caso dos sulfetos presentes nos veios do Grupo Grão Pará, a hipótese de fonte evaporítica foi eliminada pelos resultados apresentados pelas análises de cromatografia iônica (Capítulo 6, item 6.4).

Em resumo, o intervalo dos valores de 34S dos sulfetos em veios hidrotermais é interpretado do seguinte modo:

1) Os valores positivos de 34S sugerem a precipitação de sulfetos a partir de um fluido magmático. Entretanto, não é possível determinar se a fonte magmática do enxofre veio diretamente do magma granítico, suposta fonte do fluido hidrotermal da mineralização de ferro (Capítulo 8), ou se este fluido assimilou enxofre da rocha encaixante do granito (conforme Ohmoto e Goldhaber 1997).

2) As mudanças para valores negativos de 34S (até –4,3 ‰) podem ter sido causadas por variações no estado de oxidação do fluido hidrotermal e/ou pelo processo de ebulição do fluido hidrotermal. De acordo com Drummond e Ohmoto (1985), o principal efeito do processo de ebulição sobre a química de uma solução hidrotermal está associado com a exsolução de CO2 e H2S. A exsolução de CO2 causa mudanças dramáticas no pH, enquanto que a exsolução de H2S desestabiliza os sulfetos e provoca mudanças no estado de oxidação do fluido restante. Assim, a ebulição do fluido, acompanhada de oxidação, pode resultar na formação de sulfetos com valores negativos de 34S a partir de enxofre mais pesado (McKibben e Eldridge 1990).

CAPÍTULO 8

DISCUSSÃO E CONCLUSÕES

Este capítulo apresenta, a partir dos dados obtidos neste trabalho e da literatura, interpretações sobre:

a) o ambiente geotectônico das rochas estudadas,

b) condições químicas e físicas do fluido hidrotermal mineralizador e c) fonte do fluido hidrotermal.

Por fim, são apresentadas as conclusões feitas com base nos dados obtidos neste trabalho, dados publicados na literatura e interpretações a partir dos mesmos.

8.1 Discussão