PETROGÊNESE DE ROCHAS ULTRAMÁFICAS DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO E ADJACÊNCIAS E SUA RELAÇÃO GENÉTICA COM ROCHAS METAULTRAMÁFICAS DO TIPO SERPENTINITO E ESTEATITO

(1)

PETROGÊNESE DE ROCHAS ULTRAMÁFICAS DO

QUADRILÁTERO FERRÍFERO E ADJACÊNCIAS E SUA

RELAÇÃO GENÉTICA COM ROCHAS

METAULTRAMÁFICAS DO TIPO SERPENTINITO E

(2)

(3)

iii

FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

Reitor

Prof. Dr. João Luiz Martins

Vice-Reitor

Prof. Dr. Antenor Barbosa Júnior

Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação

Prof. Dr. Tanus Jorge Nagem

ESCOLA DE MINAS

Diretor

Prof. Dr. José Geraldo Arantes de Azevedo Brito

Vice-Diretor

Prof. Dr. Wilson Trigueiro de Souza

DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

Chefe

(4)

(5)

v

CONTRIBUIÇÕES ÀS CIÊNCIAS DA TERRA – VOL. 68

TESE DE MESTRADO

Nº 298

PETROGÊNESE DE ROCHAS ULTRAMÁFICAS DO QUADRILÁTERO

FERRÍFERO E ADJACÊNCIAS E SUA RELAÇÃO GENÉTICA COM

ROCHAS METAULTRAMÁFICAS DO TIPO SERPENTINITO E

ESTEATITO

Gabriela Magalhães da Fonseca

Orientador (a)

Hanna Jordt Evangelista

Co-orientador

Newton Souza Gomes

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais do Departamento de Geologia da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto como requisito parcial à obtenção do Título de Mestre em Ciências Naturais, Área de Concentração: Mineralogia,

Petrogênese e Depósitos Minerais

(6)

Universidade Federal de Ouro Preto – http://www.ufop.br Escola de Minas - http://www.em.ufop.br

Departamento de Geologia - http://www.degeo.ufop.br/

Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais Campus Morro do Cruzeiro s/n - Bauxita

35.400-000 Ouro Preto, Minas Gerais

Tel. (31) 3559-1600, Fax: (31) 3559-1606 e-mail: pgrad@degeo.ufop.br

Os direitos de tradução e reprodução reservados.

Nenhuma parte desta publicação poderá ser gravada, armazenada em sistemas eletrônicos, fotocopiada ou reproduzida por meios mecânicos ou eletrônicos ou utilizada sem a observância das normas de direito autora.

ISSN 85-230-0108-6

Depósito Legal na Biblioteca Nacional Edição 1ª

Catalogação elaborada pela Biblioteca Prof. Luciano Jacques de Moraes do Sistema de Bibliotecas e Informação - SISBIN - Universidade Federal de Ouro Preto

http://www.sisbin.ufop.br

F676p Fonseca, Gabriela Magalhães da

Petrogênese de rochas ultramáficas do Quadrilátero Ferrífero e adjacências e sua

relação genética com rochas metaultramáficas do tipo serpentinito e esteatito

[manuscrito] / Gabriela Magalhães da Fonseca - 2011.

xxii, 87f.; il. color.; tabs.; grafs.; mapas. (Contribuições às Ciências da Terra. Série M, v. 68, n. 298)

Orientadora: Profa. Dra. Hanna Jordt Evangelista. Co-orientador: Prof. Dr. Newton Souza Gomes.

Dissertação (Mestrado). Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas. Departamento de Geologia. Programa de Pós-graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais.

Área de concentração: Petrogênese/ Depósitos Minerais/ Gemologia

1. Geologia - Teses. 2. Quadrilátero ferrífero (MG) - Teses. 3. Petrogênese - Teses. 4. Litogeoquímica - Teses. I. Universidade Federal de Ouro Preto. II. Título.

(7)

vii

(8)

(9)

ix

Agradecimentos

À Profa. Dra. Hanna Jordt Evangelista orientadora desta dissertação, por todo empenho, sabedoria, compreensão e exigência. Gostaria de ratificar a sua competência, participação em discussões, correções, revisões de lâminas, sugestões que fizeram com que concluíssemos este trabalho.

Ao Prof. Dr. Newton Souza Gomes co-orientador desta dissertação.

Ao Tiago que me ensinou que um relacionamento só se constrói em cima de bases sólidas, por me incentivar e estar presente em todos os momentos.

Aos amigos, Amanda, Débora, Edgar, Kassia e Marcelo pelo companheirismo nesta etapa. Em especial a Thais.

Aos meus pais, Luciana e Luiz, por me amarem.

À CAPES, pela bolsa de estudos.

A todas as pessoas que direta ou indiretamente contribuíram para realização deste trabalho.

(10)

(11)

xi

Sumário

AGRADECIMENTOS ... ix

LISTA DE ILUSTRAÇÕES ... xiii

LISTA DE TABELAS ... xvii

RESUMO ... xix

ABSTRACT ... xxi

CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO ... 1

1.1. Considerações Gerais ... 1

1.2. Objetivos ... 1

1.3. Localização ... 2

1.4. Vias de Acesso ... 3

1.5. Materiais e Métodos ... 3

1.5.1. Pesquisa bibliográfica e trabalhos de campo ... 3

1.5.2. Trabalhos de laboratório ... 4

1.5.3. Estudos de balanço de massa ... 5

1.5.4. Tratamento e análise dos dados ... 6

CAPÍTULO 2. GEOLOGIA REGIONAL ... 9

2.1. Introdução ... 9

2.2. Unidades Geólogicas ... 9

2.2.1. Unidades Geológicas da Província do São Francisco ... 10

2.2.2. Unidade Geológicas da Província Mantiqueira ... 13

CAPÍTULO 3. GEOLOGIA LOCAL E PETROGRAFIA ... 15

3.2. Petrografia das Unidades ... 15

3.3. Amarantina ... 15

3.4. Lamim ... 22

3.5. Queluzito ... 28

3.6. Mariana ... 32

3.7. Barra Longa ... 34

3.8. Lagoa Dourada ... 36

3.9. Rio Manso ... 37

3.10. Metamorfismo ... 39

(12)

4.2. Olivina ... 41

4.3. Piroxênio ... 43

4.4. Espinélio ... 43

4.5. Anfibólios ... 43

4.6. Clorita ... 45

4.7. Minerais Opacos ... 47

CAPÍTULO 5. LITOGEOQUÍMICA ... 51

5.2. Características Gerais ... 52

5.3. Diagramas de Correlação ... 63

5.4. Diagramas de Razões de proporções moleculares ... 66

5.5. Considerações Finais ... 68

CAPÍTULO 6. BALANÇO DE MASSA ... 69

6.2. Cálculo de Balanço de Massa ... 71

6.3. Resultados ... 72

CAPÍTULO 7. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO ... 79

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 81

(13)

xiii

Lista de Ilustrações

Figura 1.1- Localização das áreas de ocorrência dos corpos ultramáficos estudados nos respectivos municípios ... 3

Figura 1.2- Vias de acesso da área estudada ... 4

Figura 2.1- Mapa geológico regional modificado do mapa geológico do estado de Minas Gerais, escala 1:1.000.0 00 (Heineck et al. 2003) e localização das áreas de ocorrências dos corpos estudados de rochas ultramáficas ... 10

Figura 3.1- Mapa de localização dos litotipos estudados ... 16

Figura 3.2- Localização dos afloramentos na região de Amarantina. GB-AM-1 e GB-AM-6: metaperidotito; GB-AM-2: tremolita-clorita-serpentina granofels; GB-AM-3: espinélio metaperidotito ... 17

Figura 3.3- A- Afloramento do metaperidotito (GB-AM-6). B- Afloramento do gnaisse intemperizado próximo ao ponto (GB-AM1). C- Afloramento do espinélio metaperidotito (GB-AM-3) D- Afloramento do tremolita-clorita-serpentina granofels (GB-AM-2). E- Amostra de mão do metaperidotito (GB-AM-6) dobrado. F- Amostra de mão do metaperidotito (GB-AM-1) ... 18

Figura 3.4- Fotomicrografias dos litotipos de Amarantina. A – Espinélio metaperidotito (GB-AM-3) luz polarizada plana. B- Idem, luz polarizada cruzada. C – Metaperidotito (GB-AM-6) mostrando bandamento dobrado. D - Espinélio metaperidotito (GB-AM-3) luz polarizada cruzada. Chl clorita, Spl espinélio, ol olivina ... 21

Figura 3.5- Fotomicrografia do metaperidotito dobrado (GB-AM-6) ... 21

Figura 3.6- Fotomicrografias do metaperidotito (GB-AM-6) em diferentes cortes conforme mostrados no desenho esquemático ... 22

Figura 3.7- Localização dos afloramentos amostrados na região de Lamim. GB-LA-24, GB-LA-25, GB-LA-32, LA-33, HJ-LAM1, HJ-LAM2 e HJ-SO: metaperidotito. LA-39A: antofilita-clorita-tremolita granofels. LA-49A: antofilita-serpentina-tremolita-clorita granofels. LA-37, LA-47: tremolitito. LA-38A e GB-LA-39B: clorita xisto. GB-LA-38B e GB-LA-48: serpentinito. GB-LA-44, GB-LA-49B e ME-14: esteatito ... 23

Figura 3.8- A - Vista geral dos afloramentos de rochas metaultramáficas na região central de Lamim. B – Metaperidotito (GB-LA-33). C – Metaperidotito (GB-LA-24). D – Serpentinito (GB-LA-48) E – Pedreira de esteatito (GB-LA-44). F – Amostra de mão de clorita xisto (GB-LA-39A) ... 24

Figura 3.9-Fotomicrografias dos litotipos de Lamim. A – Metaperidotito GB-LA-33: grãos de olivina (Ol) inclusos de modo poiquilítico em tremolita (Tr), luz polarizada plana. B - Idem, luz polarizada cruzada. C - Antofilita-clorita-tremolita granofels (GB-LA-39A): Antofilita-clorita-tremolita com sobrecrescimento de antofilita, luz polarizada cruzada. D - Antofilita-serpentina-tremolita-clorita granofels (GB-LA-49B): grãos de antofilita (Ant) e tremolita (Tr), luz polarizada cruzada ... 27

(14)

Figura 3.11- Blocos de antofilita-clorita-hornblenda granofels (GB-QE-4). B – Idem. C – Afloramento de

antofilita-actinolita-clorita granofels (GB-QE-1A). D – Afloramento de metaperidotito (GB-QE-5) ... 30

Figura 3.12-Fotomicrografias dos litotipos de Queluzito.A – Actinolita intercrescida com antofilita no antofilita-actinolita-clorita granofels (GB-QE-1A), luz polarizada plana. B – Idem A luz polarizada cruzada. C – Pseudomorfos de olivina substituídos por talco e rodeados por hornblenda no antofilita-clorita-hornblenda granofels (GB-QE-4), luz polarizada plana. D – Idem C, luz polarizada cruzada. E – Olivina no metaperidotito (GB-QE-5), luz polarizada plana. F – Idem E, luz polarizada cruzada. Act actinolita, Ant antofilita, Hbl hornblenda, Ol olivina ... 31

Figura 3.13- Fotomicrografias dos litotipos de Mariana. A – Metaperidotito (TG-37) com olivina rodeada por anfibólios e clorita, luz polarizada plana. B – Idem A, luz polarizada cruzada. C - Antofilita-clorita-carbonato-talco xisto (OPMR-4) com porfiroblastos pós-cinemáticos de antofilita em matriz fina formada por clorita, talco e carbonato, luz polarizada plana. D – Idem C, luz polarizada cruzada ... 34

Figura 3.14-Fotomicrografias do metaharzburgito (PAC) de Acaiaca. A – Olivina luz polarizada plana. B – Idem A, luz polarizada cruzada. C - Ortopiroxênio, luz polarizada plana. D – Idem C, luz polarizada cruzada. Ol olivina, px ortopiroxênio ... 35

Figura 3.15-Metaultramáficas da região de Lagoa Dourada. A - Afloramento do metaperidotito (GB-LD-62) B - Olivina fraturada rodeada por clorita, luz polarizada cruzada. Chl clorita, Ol olivina ... 37

Figura 3.16-Metaultramáficas da região de Rio Manso.A- Afloramento de metakomatiito (GB-RM-1) com textura spinifex, Morro da Onça próximo a Rio Manso. B – Fotomicrografia do metakomatiito (SPF) mostrando microestrutura blastospinifex, caracterizada por grãos tabulares de mineral magmático substituído por serpentina, luz polarizada cruzada. Srp serpentina ... 38

Figura 4.1-Classificação da olivina a partir dos dados obtidos em MSE e MEV-EDS ... 42

Figura 4.2- Classificação do piroxênio do espinélio metaperidotito, fórmula estrutural média e porcentagem de enstatita por MSE e MEV-EDS ... 43

Figura 4.3-Classificação do espinélio de acordo com o gráfico de Deer et al. (1992) ... 44

Figura 4.4-Classificação dos ortoanfibólios nos diagramas de Leake et al. (1997) ... 45

Figura 4.5-Classificação dos clinoanfibólios cálcicos nos diagramas de Leake et al. (1997) ... 46

Figura 4.5 cont.-Classificação dos clinoanfibólios cálcicos nos diagramas de Leake et al. (1997) ... 47

Figura 4.6- Imagem de elétrons retroespalhados obtidas por MEV. 1)- Pentlandita intercrescida com arita. 2)- Pentlandita intercrescida com breithauptita. 3)- Arita. 4)- Breithauptita no centro e arita nas bordas. Ar arita, Br breithauptita e Ptl pentlandita ... 48

Figura 5.1-Simbologia, litotipo e amostra utilizada nos diagramas para caracterização química ... 51

Figura 5.2-Simbologia, litotipo, amostra, localização e fonte das análises de rochas ultramáficas selecionadas da literaturautilizadas nos diagramas de comparação ... 52

(15)

xv

Figura 5.4- Diagrama discriminante de Jensen (1976) (modificado por Rickwood 1989), para komatiitos, tholeiítos e rochas cálcio-alcalinas. Os diagramas A e B utilizam % em peso de FeOt+TiO2 - Al2O3 - MgO para as rochas desse trabalho e para análises da literatura e as rochas com maior porcentagem de minerais ígneos (GB-AM-1, GB-AM-3, GB-AM-6, GB-QE-5, GB-LA-32, GB-LA-33, HJ-LAM1, HJ-LAM2 e HJ-SO) ... 59

Figura 5.5- Diagrama triangular (MgO-CaO-Al2O3) segundo Viljoen & Viljoen (1969). No diagrama A se encontram as rochas desse trabalho sem minerais ígneos preservados. No diagrama B têm-se as análises da literatura e as rochas com maior porcentagem de minerais ígneos preservados (GB-AM-1, GB-AM-3, GB-AM-6, GB-QE-5, GB-LA-32, GB-LA-33, HJ-LAM1, HJ-LAM2 e HJ-SO) ... 59

Figura 5.6-Diagramas (Ni x Cr), (Cr x TiO2) e (Ni x TiO2), com os campos de Hallberg (1985). Para evitar superposição de pontos as amostras de Amarantina, Rio Manso e Queluzito foram plotadas à esquerda e, à direita, as amostras de Lamin, Lagoa Dourada, harzburgito de Bushveld, harzburgito de Stillwater, espinélio lherzolito, metaharzburgito de Acaiaca, komatiito de Barberton e komatiito de Abitibi ... 62

Figura 5.7- Diagramas de óxidos versus MgO para as 22 amostras desse trabalho ... 64

Figura 5.8- Diagramas de óxidos versus MgO para análises da literatura (Figura 5.2 e Tabela 5.3) e para as rochas com maior porcentagem de minerais ígneos (GB-AM-1, GB-AM-3, GB-AM-6, GB-QE-5, GB-LA-32, GB-LA-33, HJ-LAM1, HJ-LAM2 e HJ-SO) em base anidra, cuja localização está delimitada pelas linhas tracejadas ... 65

Figura 5.9- Diagramas (Ni x MgO) e (Cr x MgO) para as 22 amostras desse trabalho e algumas das rochas da literatura utilizadas como referência (Figura 5.2 e Tabela 5.3) ... 66

Figura 5.10- Diagrama de razões de proporções moleculares, onde FM corresponde a (MgO + FeOt) ... 67

(16)

(17)

xvii

Lista de Tabelas

Tabela 1.1- Elementos analisados por microssonda eletrônica para silicatos, óxidos e sulfetos, os padrões

escolhidos e o tempo de contagem. ... 6

Tabela 1.2- Limite de quantificação em ppm dos elementos analisados por ICP-OES ... 7

Tabela 3.1- Composição modal dos litotipos de Amarantina (% volumétrica). Esp espinélio, Ol olivina, Opx ortopiroxênio, Tr tremolita, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Op opacos ... 20

Tabela 3.2- Composição modal dos litotipos de Lamim (% volumétrica). Ol olivina, Ant antofilita, Tr tremolita, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Op opacos ... 26

Tabela 3.3-Composição modal dos litotipos de Queluzito (% volumétrica) Ol olivina, Ant antofilita, Act actinolita, Hbl hornblenda, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Op opacos ... 32

Tabela 3.4- Composição modal dos litotipos de Mariana (% volumétrica). Ol olivina, Oam ortoanfibólio, Ant antofilita, Cam clinoanfibólio, Tr tremolita, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Cb carbonato, Op opacos ... 34

Tabela 3.5- Composição modal do litotipo de Acaiaca (% volumétrica). Ol olivina, Opx ortopiroxênio, Oam ortoanfibólio, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Cb carbonato, Op opacos ... 36

Tabela 3.6- Composição modal dos litotipos de Lagoa Dourada (% volumétrica). Ol olivina, Tr tremolita, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Op opacos. ... 37

Tabela 3.7- Composição modal dos litotipos de Rio Manso (% volumétrica). Cam clinoanfibólio, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Cb carbonatos, Op opacos ... 38

Tabela 3.8-Reações para os litotipos com minerais ígneos preservados. ... 39

Tabela 3.9-Reações para os litotipos mais metamorfizados e que não apresentam minerais ígneos ... 40

Tabela 4.1-Fórmula estrutural média e porcentagem de forsterita por MSE e MEV-EDS ... 41

Tabela 4.2-Fórmula estrutural média para as cloritas ... 47

Tabela 5.1- Composição química (% peso) de amostras selecionadas dos corpos estudados de rochas metaultramáficas ... 53

Tabela 5.2- Resultado das análises químicas para elementos menores (ppm) de amostras selecionadas dos corpos estudados de rochas metaultramáficas ... 54

Tabela 5.3- Composição química (% peso) das rochas ultramáficas da literatura utilizadas para comparação (ver referências na figura 5.2) ... 55

Tabela 5.4- Composição modal dos litotipos analisados. Esp espinélio, Ol olivina, Opx ortopiroxênio, Ant antofilita, Tr tremolita, Hbl hornblenda, Act actinolita, Cam clinoanfibólio, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Cb carbonato, Op opacos ... 56

(18)

Tabela 5.6- Teor de MgO (% peso) e valores das razões CaO/Al2O3, Al2O3/TiO2 para rochas da literatura ... 61

Tabela 6.1- Composição química de elementos maiores dos litotipos selecionados para os cálculos de balanço de massa ... 73

Tabela 6.2- Perdas e ganhos calculados em (% peso/100g) para as reações (A) Espinélio metaperidotito AM-3) versus Tremolita-clorita-serpentina granofels AM-2). (B) Metaperidotito LA-32) versus Esteatito (GB-LA-49B) pelo método de Grant (1986) ... 76

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xix

Resumo

Na região do Quadrilátero Ferrífero (QF) encontram-se raros corpos de rochas metaultramáficas que preservam algum mineral e/ou textura da rocha ígnea original. O interesse no estudo petrogenético destes corpos deve-se à possibilidade de se entender melhor o magmatismo ultramáfico do greenstone belt Rio das Velhas, já que a maior parte das suas rochas ultramáficas, entre as quais se destacam esteatitos e serpentinitos por sua importância econômica, estão completamente metamorfizadas.

(20)

(21)

xxi

Abstract

(22)

(23)

1 CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

1.1 - CONSIDERAÇÕES GERAIS

A região do Quadrilátero Ferrífero (QF) tem sido desde cedo objeto de pesquisas e estudos geológicos, devido aos bens minerais nela presentes, principalmente minério de ferro e ouro (Ladeira 1980b; Rosière, Chemale & Guimarães 1993). Na região do QF ocorrem rochas metaultramáficas do tipo esteatito/serpentinito, que também são de grande relevância econômica. Entre as ocorrências de rochas de natureza ultramáfica encontram-se, muito raramente, corpos que preservam algum mineral ou textura ígnea da rocha original, que são de grande relevância para estudos petrogenéticos.

Este trabalho apresenta os resultados de estudos mineralógicos, microestruturais e químicos das raras rochas de natureza ultramáfica da região do QF e adjacências que ainda preservam características do protólito, comparando-as quimicamente e mineralogicamente entre si e com aquelas já totalmente metamorfizadas, a fim de contribuir para o entendimento dos processos envolvidos na sua gênese.

1.2 - OBJETIVOS

Os raros corpos da natureza ultramáfica que são encontrados no QF e adjacências e que ainda preservam olivinas e/ou piroxênios (Silva 1997; Martins 1999; Jordt-Evangelista & Silva 2005; Braga 2006; Fonseca & Pereira 2008; Medeiros Júnior 2009; Santos & Mota 2010) constituem um potencial acervo de informações sobre a origem e gênese das muito mais abundantes rochas ultramáficas já completamente metamorfizadas. Tais rochas ultramáficas são interpretadas como sendo o protólito preservado dos serpentinitos e esteatitos espacialmente associados. Devido a sua raridade, muito pouco se conhece sobre a sua petrografia e geoquímica. Um dos corpos relativamente bem estudados encontra-se a sul do QF, na região de Lamim (Silva 1997; Jordt-Evangelista & Silva 2005), onde as texturas cumuláticas preservadas mostram que a rocha ultramáfica é de natureza plutônica. Portanto, é provável que algumas rochas metaultramáficas do QF formaram-se à custa não somente de protólitos vulcânicos do tipo komatiito, conforme sugerem as texturas spinifex localmente preservadas (Andreatta-Silva 2008), mas também plutônicos, do tipo peridotito.

(24)

idades diferentes; ii) se estas rochas peridotíticas são equivalentes plutônicos de komatiitos; iii) se é possível distinguir rochas metaultramáficas derivadas de rochas vulcânicas do tipo komatiito daquelas de protólito plutônico; iv) quais foram as transformações químicas envolvidas na transformação das rochas ultramáficas em seus produtos completamente metamorfizados.

A partir das questões apresentadas, pretendeu-se neste trabalho contribuir para um melhor conhecimento das raras e ainda pouco estudadas rochas ultramáficas peridotíticas do QF e para o entendimento do processo de formação das rochas metamórficas delas derivadas (serpentinitos, esteatitos e outras). De modo específico, objetivou-se:

• Identificar mineralogia e microestruturas das rochas ultramáficas e metaultramáficas.

• Identificar a composição química dos minerais das rochas ultramáficas e dos minerais

ígneos preservados de transformações metamórficas nas metaultramáficas.

• Obter a composição química de rochas ultramáficas e metaultramáficas.

• Efetuar cálculos de balanço de massa a fim de verificar a atuação dos processos metassomáticos envolvidos na gênese das rochas metaultramáficas.

• Compilar as informações obtidas para interpretação petrogenética das rochas

ultramáficas e comparação dos diversos corpos ultramáficos entre si e com aquelas já totalmente metamorfizadas.

1.3 - LOCALIZAÇÃO

(25)

Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol.68, 87p.

3 4 8 ° 4 6 °

2 0 ° 1 0 °

N 44°0’0”W 43°30’0”W

20°0’0”S

20°30’0”S

21°0’0”S

0 10 20 40_km

Legenda

Área Estudada Belo Horizonte Sede Municipal

Rio Manso

Queluzito

Ouro Preto

Mariana

Lamim

Barra Longa

Lagoa Dourada

Limite dos Municípios

Belo Horizonte

Figura 1.1- Localização das áreas de ocorrência dos corpos ultramáficos estudados nos respectivos municípios.

1.4 - VIAS DE ACESSO

Os corpos de rochas ultramáficas estudados localizam-se na porção centro-sudeste de Minas Gerais nos municípios de Rio Manso, Ouro Preto (distrito de Amarantina), Mariana, Barra Longa, Lamim, Queluzito e Lagoa Dourada. Para acessá-los tendo como partida a cidade de Belo Horizonte deve-se seguir pelas rodovias BR-381, BR-040, BR-383, BR-482 e BR-356, como observado na figura 1.2.

1.5 - MATERIAIS E MÉTODOS

1.5.1 - Pesquisa bibliográfica e trabalhos de campo

(26)

Belo Horizonte Rio Manso Queluzito Ouro Preto Mariana Lamim Barra Longa Lagoa Dourada BR-381 BR-381 BR-262 BR-040 BR-356 BR-482 BR-494 BR-383

4 8 ° 4 6 °

2 0 ° 1 0 °

0 10 20 40_km

N

44°30’0”W 44°0’0”W 43°30’0”W

20°0’0”S 20°30’0”S 21°0’0”S Legenda Sede Municipal Belo Horizonte Rodovia Federal Rodovia Municipal Área Estudada MG-040 MG-010 MG-020 MG-129 MG-326 MG-262 MG-123 MG-443 MG-124 Piranga Rio Gualaxo Rio do Sul

Rio Gualaxodo_Norte

Rio Paraopeba Rio Manso Rio Piraci caba

Figura 1.2- Vias de acesso da área estudada.

1.5.2 - Trabalhos de laboratório

Descrição macroscópica e microscópica das amostras

As amostras foram descritas macroscopicamente e selecionadas para a confecção de lâminas delgadas polidas. Foram descritas 32 lâminas em microscópio petrográfico de polarização por luz incidente e luz transmitida.

MEV-EDS e microssonda eletrônica de varredura

(27)

5

Por MEV-EDS foram analisadas 8 lâminas para obter a variação composicional e a fórmula unitária dos minerais.

Para análise química quantitativa dos minerais foram selecionadas 6 lâminas, nas quais foram analisados 168 pontos. O equipamento utilizado para essas análises é a microssonda eletrônica da marca JEOL, modelo JCXA-8900RL que pertence ao Laboratório de Microanálises do consórcio Física-Química-Geologia da UFMG e CDTN-CNEN. O aparelho operou com uma tensão de 15 kVe corrente de feixe de 20nA. Os elementos analisados para óxidos e sulfetos foram Sb, Fe, Ag, Co, S, Ni, Cu, Zn, As e para os outros minerais foram Cr, Na, K, Mn, Mg, Ca, Fe, Al, Ti, Ni, Si, Zn. Os resultados são expressos na forma de seus óxidos mais comuns, com exceção do Fe que foi expresso como FeO. Todos os padrões utilizados pertencem à coleção Ian Steele. A tabela 1.1 mostra os padrões escolhidos e as condições analíticas para cada elemento analisado.

Geoquímica

Para as análises químicas foram selecionadas 22 amostras de rochas coletadas durante as atividades de campo. O elementos maiores foram analisados via Espectrômetro de Fluorescência de Raios X (FRX), de marca Philips PW2404, modelo MagiX com amostrador automático PW2504 e tubo de Rh a 2,4kW, no Laboratório de Fluorescência de Raios-X do DEGEO-UFOP. Posteriormente, foi realizada análise química de rocha total via Espectrofotômetro de Emissão Atômica com Fonte Plasma (ICP-OES), de marca Spectro e modelo Ciros CCD, no Laboratório de Geoquímica Analítica (LGqA) do DEGEO-UFOP. A digestão química das amostras foi feita a partir da dissolução nos ácidos HCl, HNO3 e HF, seguindo os protocolos internos do LGqA. Os limites de quantificação do equipamento são apresentados na tabela 1.2.

1.5.3 - Estudos de balanço de massa

(28)

Tabela 1.1- Elementos analisados por microssonda eletrônica para silicatos, óxidos e sulfetos, os padrões escolhidos e o tempo de contagem.

Elementos

Analisados Raio X

Cristal analisado no

padrão

Nome do Padrão

Tempo de Contagem

Pico Back

Ag La PETJ Ag Metal 20 s 10 s

Al Ka TAP Al2O3 10 s 5 s

As Ka LIF Arsenopirita 20 s 10 s

Ca Ka PETJ Andradita 10 s 5 s

Cl Ka PETJ Cl-Apatita 10 s 5 s

Co La LIF Co Metal 10 s 5 s

Cr Ka LIF Cr2O3 10 s 5 s

Cu Ka LIF Cu Metal 10 s 5 s

F Ka TAP Fluorita 10 s 5 s

Fe Ka LIF Magnetita 10 s 5 s

K Ka PETJ Microclina 10 s 5 s

Mg Ka TAP MgO 10 s 5 s

Mn Ka LIF Rodonita 10 s 5 s

Na Ka TAP Jadeíta 10 s 5 s

Ni Ka LIF Pentlandita 10 s 5 s

S Ka PETJ Pirita 10 s 5 s

Sb La PETJ Estibinita 10 s 5 s

Si Ka TAP Quartzo 10 s 5 s

Ti Ka PETJ Rutilo 10 s 5 s

Zn Ka LIF Esfalerita 30 s 15 s

1.5.4 - Tratamento e análise dos dados

(29)

7

Tabela 1.2 - Limite de quantificação em ppm dos elementos analisados por ICP-OES.

Elementos Al As Ba Be Ca Co Cr Cu

Limite de Quantificação 42,7 8,67 0,04 0,30 19,4 1,2 1,32 0,81

Elementos Fe K Mg Mn Na Ni P Pb

Limite de Quantificação 77,8 5,44 0,34 0,18 2,78 2,47 7,34 9,87

Elementos Sb Sr Th Ti V Y Zn Zr

(30)

(31)

CAPÍTULO 2

CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL

2.1 INTRODUÇÃO

As áreas de estudo deste trabalho estão localizadas na parte sul do Cráton do São Francisco, que pertence à Província Estrutural São Francisco (PESF), e na porção sudoeste da Faixa Araçuaí, que se localiza na Província Estrutural Mantiqueira (PEM).

A PESF, definida por Almeida et al. (1977, 1981), abrange todo o território do Cráton do São Francisco. Segundo Almeida et al. (1981), este cráton teria suas margens deformadas durante o Evento Transmazônico e retrabalhadas durante o Evento Brasiliano. De acordo com Almeida (1977), o Cráton do São Francisco é margeado, a norte, pelas faixas Sergipana e Riacho do Pontal, a noroeste, pela Faixa Rio Preto, a oeste, pela Faixa Brasília e a sul/sudeste pela Faixa Araçuaí.

A PEM, tal como definida por Almeida et al. (1977, 1981), é paralela a costa sul e sudeste do Brasil, delineando uma faixa de direção NE-SW, com mais de 3.000 km. Esta é composta pelos orógenos neoproterozóicos Araçuaí, Ribeira, Dom Feliciano e São Gabriel, e pela zona de interferência entre os orógenos Brasília e Ribeira (Heilbron et al. 2004).

Almeida (1977) deu o nome Araçuaí à faixa de dobramentos edificada à margem sudeste do Cráton do São Francisco, durante a orogênese Brasiliana. Segundo Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos (2000) e Heilbron et al. (2004), a região está compreendida entre o cráton do São Francisco e a margem continental brasileira, entre os paralelos 15° e 21° S. As faixas Araçuaí e Congo Ocidental constituíam um único orógeno brasiliano-panafricano, denominado orógeno Araçuaí-Congo Ocidental. Portanto, a Faixa Araçuaí representa a porção brasileira originária do paleocontinente Gondwana (Alkmim et al. 2007).

2.2 UNIDADES GEOLÓGICAS

(32)

Belo Horizonte

Supergrupo Rio das Velhas Complexo Mantiqueira Complexo do Bação Suíte Alto Maranhão Complexo Ressaquinha

Complexo Acaiaca Supergrupo Minas Grupo Itacolomi

21° 20°

44° 43°

0 10 20 30 40 50 km

Embasamento do Cráton São Francisco 21°

15°

São Cráton do Francisco

Oceano Atlântico

Legenda

N

Limite do Cráton

São Francisco Localização das rochas deste estudo

Rio Manso _Amarantina

Lamim

Mariana Acaiaca

Queluzito

Lagoa Dourada Cráton do São Francisco

Complexo do Bonfim

Complexo Campo Belo

Figura 2.1- Mapa geológico regional modificado do mapa geológico do estado de Minas Gerais, escala 1:1.000.0 00 (Heineck et al. 2003) e localização das áreas de ocorrências dos corpos estudados de rochas ultramáficas.

2.2.1 Unidades Geológicas da Província do São Francisco

Complexo do Bação

(33)

11

Com exceção da geração mais jovem de granitóides, todos os componentes arqueanos foram deformados e metamorfizados no Evento Rio das Velhas com idade de 2,78 e 2,7 Ga (Carneiro et al.

1998; Teixeira et al. 2000).

Complexo do Bonfim

O Complexo do Bonfim situa-se a oeste do QF, entre as serras da Moeda e do Curral. De acordo com Carneiro (1992) encontram-se nele as seguintes unidades: gnaisse Alberto Flores, anfibolito Paraopeba, gnaisse Souza Noschese, tonalito Samambaia, anfibolito Candeias, granito Brumadinho, metadiabásio Conceição do Itaguá e diabásio Santa Cruz.

Datações de zircão para os litotipos do Complexo do Bonfim indicaram uma complexa evolução arqueana do QF. Segundo Machado & Carneiro (1992) primeiro houve vulcanismo há 2,78 Ga no SGRV, acompanhado pela colocação de intrusões cálcio-alcalinas no Complexo do Bonfim, posteriormente a crosta pré-existente (3,2-2,8 Ga) foi metamorfizada, gerando o gnaisse Alberto Flores. Por último ocorreu um magmatismo tardio de 2,7 Ga, sendo representado pela presença de diques graníticos.

Complexo Campo Belo

O Complexo Campo Belo aflora a sul do Quadrilátero Ferrífero e do Complexo Bonfim (Carneiro 1992). Este complexo foi primeiro reconhecido por Machado Filho et al. (1983) e posteriormente denominado Complexo Metamórfico Campo Belo de idade arqueana por Teixeira et al. (1996).

É constituído essencialmente por suítes de alto grau metamórfico de composição TTG (tonalito-trondhjemito-granodiorito) e charno-enderbíticas (Carneiro et al. 2006), estando sua evolução tectônica relacionada a vários eventos de acresção ocorridos entre o Paleo e o Mesoarqueano, a partir de primitivos arcos vulcânicos (Teixeira 1985; Teixeira et al. 2000; Fernandes 2001; Oliveira 2004a).

Complexo Ressaquinha

(34)

material crustal, preservando em seu interior porções de gnaisses bandados. O conjunto de rochas desse complexo apresenta metamorfismo nas fácies xisto verde a anfibolito.

Suíte Alto Maranhão

A suíte Alto Maranhão encontra-se na porção meridional do Cráton São Francisco. Heineck et al. (2003) apresentam uma subdivisão dos terrenos plutônicos e ortognáissicos, intermediários a félsicos, paleoproterozóicos, do Cinturão Mineiro, em três unidades maiores. Estas unidades são separadas com base na área de ocorrência, na composição e na idade de cristalizacão. A primeira unidade é formada por metagabros e metadioritos de 2,2 Ga. A segunda unidade é composta por granitóides, divididos em três suítes, Suíte Alto Maranhão (2,16 – 2,12 Ga), Suíte Brás Pires, sem indicação de idade, e Suíte Alcalina, 2,03 Ga. E por último há os Complexos Gnáissicos como o Complexo Piedade (2,15 – 2,20 Ga).

A Suíte Alto Maranhão reúne um grande número de corpos plutônicos intermediários a ácidos e interpretados como resultantes da evolução de um orógeno acrescionário paleoproterozóico relacionado ao Ciclo Transamazônico da porção meridional do Cráton São Francisco (Teixeira et al.

2000). Esta unidade possui rochas félsicas plutônicas de composição quartzo-diorítica a granodiorítica, intrusivas em terrenos vulcanossedimentares e no embasamento ortognáissico arqueano (Guild 1957; Pires 1977; Grossi Sad et al. 1983; Noce 1995; Seixas 2000; Martins 2008).

Supergrupo Rio das Velhas

O Supergrupo Rio das Velhas (SGRV) constitui um greenstone belt arqueano (Almeida 1976; Schorscher 1978; Ladeira 1980a; Roeser et al. 1980; Ladeira & Roeser 1983) e situa-se na porção centro-meridional do estado de Minas Gerais. Constitui-se em uma das principais unidades geológicas do QF. O SGRV foi definido originalmente como Série Rio das Velhas por Dorr (1969), sendo sua elevação a supergrupo proposta por Menezes Filho et al. (1977).

O SGRV ocupa cerca de 4.000 km2 no QF, sendo envolto por rochas gnáissicas, graníticas e migmatíticas. As relações de contato da base do SGRV com gnaisses graníticos, segundo Ladeira (1980a), são geralmente obscurecidas por severa granitização e tectonismo. De fato, Dorr (1969) e Herz (1978) mostram a existência, em certas áreas em torno do Complexo do Bação, de uma auréola termo-metamórfica, acompanhada por mobilizados pegmatóides que intrudem ao longo dos contatos e se injetam em ambos, Complexo do Bação e Rio das Velhas.

(35)

13

denominada Grupo Quebra Osso. Ladeira (1980a, 1980b) mantém a proposta feita por Dorr (1969), mas divide o Grupo Nova Lima em três unidades, que da base para o topo são: Unidade Metavulcânica, Unidade Metassedimentar Química, e por último uma Unidade Superior Clástica. A idade de vulcânicas félsicas da Unidade Metavulcânica é de 2,776 Ga (Machado et al. 1992).

A Unidade Metavulcânica é constituída por derrames ultramáficos-máficos e associações félsicas e apresenta komatiitos com textura spinifex, serpentinitos, esteatitos, talco xistos, clorita xistos, formação ferrífera bandada, quartzo-carbonato xisto e filitos. Na Unidade Metassedimentar Química encontram-se metacherts, formação ferrífera bandada e quartzo-carbonato xistos e filitos. A Unidade Superior Clástica compreende quartzo-mica xistos, quartzo filitos e quartzitos com níveis conglomeráticos.

O Grupo Maquiné é subdividido em Formação Palmital, inferior, e Formação Casa Forte, superior (Dorr 1969). A formação Palmital é constituída essencialmente por filitos quartzosos, quartzitos homogêneos e lentes conglomeráticas, e a Formação Casa Forte por lentes de conglomerados e quartzitos (Ladeira & Roeser 1983).

Supergrupo Minas

O Supergrupo Minas (SGM) constitui uma sequência de rochas metassedimentares supracrustais de idade paleoproterozóica sobreposta ao SGVR (Dorr 1969; Babinski et al. 1995; Machado et al. 1996). O SGM engloba quatro unidades principais sendo da base para o topo, os sedimentos clásticos do Grupo Caraça, os sedimentos químicos do Grupo Itabira, unidades clásticas e químicas do Grupo Piracicaba e sedimentos do tipo flysh do Grupo Sabará.

2.2.2 Unidade Geológicas da Província Mantiqueira

Complexo Mantiqueira

(36)

Complexo Acaiaca

O Complexo Acaiaca foi primeiro descrito por Jordt-Evangelista (1984, 1985). Os litotipos encontrados são piribolitos (composição básica), e plagiogranulitos (composição granodiorítica), kinzigitos e granada-sillimanita xistos (Jordt-Evangelista & Müller 1986a, 1986b).

(37)

CAPÍTULO 3

GEOLOGIA LOCAL E PETROGRAFIA

3.1 INTRODUÇÃO

Para o estudo das rochas ultramáficas e metaultramáficas do QF e adjacências, foi realizada, nos trabalhos de campo, a coleta de amostras e, posteriormente, a confecção de lâminas delgadas descritas neste capítulo. Na figura 3.1 tem-se a localização dos pontos amostrados.

As rochas ultramáficas e metaultramáficas são encontradas em ocorrências localizadas, não possuem grande distribuição e comumente aparecem em blocos de metros a decâmetros. Os contatos com as rochas encaixantes acham-se sempre obliterados pela alteração intempérica, o que dificulta a interpretação das relações estratigráficas.

As rochas peridotíticas caracterizam-se por tipos petrográficos variados e apresentam metamorfismo e metassomatismo em diferentes graus. Algumas apresentam minerais ígneos como olivina, piroxênio e espinélio e são fundamentais para a interpretação do protólito magmático das metaultramáficas.

Macroscopicamente, as metaultramáficas com minerais ígneos preservados são bem parecidas, com cor variando de cinza azulado a cinza esverdeado, os esteatitos e serpentinitos possuem cores mais claras e são mais macios, podendo ser riscados com facilidade.

A classificação desses litotipos segue as recomendações feitas por Fettes & Desmons (2007). O termo granofels foi aplicado aos litotipos que não apresentam xistosidade e o termo xisto àqueles que apresentam esta estrutura. O termo ‘meta’ é utilizado como prefixo de nomes de rocha ígneas fracamente metamorfizadas, que ainda preservam minerais do protólito.

3.2 PETROGRAFIA DAS UNIDADES

Levando em consideração a variedade de localidades estudadas optou-se por descrever os litotipos por região. Abaixo seguem os tipos petrográficos encontrados em Amarantina, Lamim, Queluzito, Mariana, Barra Longa, Lagoa Dourada e Rio Manso.

3.3 AMARANTINA

(38)

metaultramáficas estão rodeadas pelo Gnaisse Amarantina, entretanto sua relação de contato não foi observada em campo.

Lamim

Itaverava

Lagoa Dourada

Queluzito

Entre Rios de Minas

Casa Grande Ouro Preto Mariana Barra Longa Piranga Ouro Branco Itabirito

Santa Bárbara Catas Altas

Alvinópolis

0 1 2 4 km 0 1 2 4 km

0 1 2 4 km

44°30’W 44°20’W 20°10’S 20°10’S GB-RM-1 SPF Rio Manso Itaguara Itatiaiuçu Brumadinho Bonfim Crucilândia

0 1 2 4 km

43°40’W 43°20’W

20°30’S

20°10’S

Catas Altas da Noruega

44°00’W 44°50’W 20°50’S 43°28’W 43°26’W 20°46’S 20°44’S N Convenções Cartográficas

Localização amostras Limite dos municípios Sede dos municípios

GB-AM-6 GB-AM-3 GB-AM-2 GB-AM-1 TG-37 PAC GB-QE-4 GB-QE-1A GB-QE-5 GB-LD-60

GB-LD-62 HJ-LAM2HJ-LAM1

HJ-SO GB-LA-33 GB-LA-32 GB-LA-25 GB-LA-24 GB-LA-37 GB-LA-39A GB-LA-38B GB-LA-39B GB-LA-38A

Figura 3.1- Mapa de localização dos litotipos estudados.

(39)

GB-AM-Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol.68, 87p.

17

6) estão a nordeste da BR-356 e são acessados por estradas de chão. A distância entre os corpos é de cerca de 2 km.

GB-AM-6

GB-AM-3

GB-AM-1 GB-AM-2

Convenções Cartográficas

Rio Maracujá Corrego do Riacho

BR-356

43°43’W 43°42’W

20°19’S

Localização amostras

Corpo metaultramáfico

Rodovia Federal

Estradas sem pavimentação Drenagens

Área Urbana Amarantina

500 m 250

0 GB-AM-6

GB-AM-3

GB-AM-1 GB-AM-2

10 km 5 0

N

43°50’W 43°40’W

43°40’S

BR-356

Figura 3.2- Localização dos afloramentos na região de Amarantina. GB-AM-1 e GB-AM-6: metaperidotito; GB-AM-2: tremolita-clorita-serpentina granofels; GB-AM-3: espinélio metaperidotito.

Os afloramentos são formados por blocos de metros a decâmetros (Figura 3.3 A, C e D), possuem coloração em tons de verde e cinza, granulação variando de fina a média, são maciços e alguns estão dobrados (Figura 3.3 E e F). Pela distribuição dos afloramentos na área estima-se que este corpo tenha uma dimensão de pelo menos 500m2.

Além de metaultramáficas parcialmente preservadas do metamorfismo, nesta área existem ocorrências de esteatitos, serpentinitos e gnaisses (Figura 3.3 B) que se encontram em estágio avançado de alteração intempérica, impossibilitando a coleta de amostras para estudo. A composição modal das amostras estudadas encontra-se na Tabela 3.1.

Metaperidotito (GB-AM-1)

(40)

por meio de análises de microssonda, é Mg1,6Fe0,4Si0,99 O4 (ver capítulo 4), com 80% do componente forsterita.

Figura 3.3- A- Afloramento do metaperidotito (GB-AM-6). B- Afloramento do gnaisse intemperizado próximo ao ponto (GB-AM1). C- Afloramento do espinélio metaperidotito (GB-AM-3) D- Afloramento do tremolita-clorita-serpentina granofels (GB-AM-2). E- Amostra de mão do metaperidotito (GB-AM-6) dobrado. F- Amostra de mão do metaperidotito (GB-AM-1).

(41)

19

O restante da rocha é formado por clorita, talco e opacos, que foram identificados por MVE/EDS como magnetita.

Tremolita-clorita-serpentina granofels (GB-AM-2)

O tremolita-clorita-serpentina granofels (GB-AM-2), encontra-se acerca de 200m do metaperidotito (GB-AM-1). Embora não apresente minerais ígneos preservados, é provável, pela proximidade, que seja produto do metamorfismo do metaperidotito.

A microestrutura é decussada decorrente das palhetas desorientadas de serpentina, clorita e talco. A tremolita (15%) ocorre em cristais incolores e prismáticos. Serpentina é o mineral mais abundante (55%), ocorre em palhetas finas sem orientação preferencial. Clorita (20%), ocorre em palhetas incolores, com cor de polarização baixa. Talco (5%) e Cr-magnetita (5%) compõe o restante da rocha.

Espinélio metaperidotito (GB-AM-3)

O espinélio metaperidotito(GB-AM-3) possui minerais ígneos como olivina, ortopiroxênio e espinélio, que somam até 30% do volume da rocha, e proporções variáveis de minerais metamórficos como tremolita, serpentina, clorita, talco e opacos que juntos constituem os restantes 70% da rocha.

Olivina aparece em cristais anédricos de até 0,8mm, com alteração para talco e serpentina. A fórmula estrutural média da olivina, obtida por meio de análises de MSE é Mg1,7Fe0,3 Si0,99 O4 (Ver capítulo 4) correspondente a cerca de 85% do componente forsterita.

Ortopiroxênio é incolor, raramente é observada a sua clivagem, o que torna difícil a separação de olivina. A fórmula estrutural é Ca0,33(Mg1,71Fe0,29)Si1,97O6, isto é, com En 85 (ver capítulo 4), encontra-se substituído parcialmente por talco, serpentina e tremolita, gerados por reações metamórficas em condições da fácies xisto verde.

Espinélio ocorre em grãos anédricos medindo cerca de 0,2mm, de cor verde-escura e encontra-se encontra-sempre rodeado por clorita. A sua fórmula estrutural média é (Mg0,65Fe0,35)Cr0,1Al1,9O4 (ver capítulo 4), o que corresponde a uma composição intermediária entre espinélio s.s. e hercinita, sendo, portanto, classificado como pleonasto.

(42)

Serpentina, clorita e talco são incolores, ocorrem disseminados pela lâmina e apresentam granulação fina a média. Os opacos encontrados são ilmenita, Cr-magnetita e os raros antimonietos e antimonioarsenietos breithauptita e arita, identificados por MEV-EDS e MSE (ver capítulo 4).

Metaperidotito (GB-AM-6)

O metaperidotito(GB-AM-6) apresenta cerca de 30% de olivina, que ocorre em grãos maiores distribuídos em matriz fina composta por tremolita, serpentina, clorita, talco e opacos.

Olivina apresenta-se parcialmente alterada, em geral os grãos estão envoltos por massa fibrosa formada por serpentina, menos frequente observa-se clorita e talco. Os grãos chegam a 0,5mm. A porcentagem de Fo é 87% e sua fórmula estrutural é Mg1,7Fe0,3Si0,99O4 (ver capítulo 4).

Localmente verifica-se que a rocha apresenta-se bandada e dobrada, conforme mostram as figuras 3.3, 3.4 C, 3.5 e 3.6. O bandamento mineralógico é dado pela alternância de bandas onde olivina está preservada com bandas ricas em minerais metamórficos como serpentinas, cloritas, talco ou tremolita. É provável que as bandas ricas nestes minerais metamórficos ricos em oxidrila tenham sido formadas no processo metamórfico de grau baixo em consequência da infiltração do fluido aquoso em descontinuidades como fraturas ou falhas em arranjos paralelos. Na figura 3.5 tem-se a impressão de que os cristais de olivina estão dobrados, o que, no entanto, só ocorreria em altas condições de pressão e temperatura. A ausência de extinção ondulante mostra que os grãos de olivina não estão deformados. Interpreta-se esta estrutura dobrada como sendo resultante da deformação da rocha que já possuía o bandamento. Como filossilicatos são muito dúcteis, o deslizamento para gerar a dobra concentrou-se nas bandas ricas nestes minerais.

Os opacos foram classificados por MSE e MEV-EDS como ilmenita, magnetita, Cr-magnetita, pirita, pentlandita, breithauptita e arita.

Tabela 3.1- Composição modal dos litotipos de Amarantina (% volumétrica). Esp espinélio, Ol olivina, Opx ortopiroxênio, Tr tremolita, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Op opacos.

Amostra Litotipo Esp Ol Opx Tr Hbl Srp Chl Tlc Op

GB-AM-1 Metaperidotito - 20 - - 50 15 10 2 3

GB-AM-2 Tremolita-clorita-serpentina

granofels - - - 15 - 55 20 5 5

GB-AM-3 Espinélio metaperidotito 7 15 5 33 - 10 5 20 5

(43)

21

Figura 3.4- Fotomicrografias dos litotipos de Amarantina. A – Espinélio metaperidotito (GB-AM-3) luz polarizada plana. B- Idem, luz polarizada cruzada. C – Metaperidotito (GB-AM-6) mostrando bandamento dobrado. D - Espinélio metaperidotito (GB-AM-3) luz polarizada cruzada. Chl clorita, Spl espinélio, ol olivina.

(44)

Fotomicrogra

_ﬁ

a

Fotomicrogra

_ﬁ

a

A

C

B

500 µm

A

500 µm

B

C

Figura 3.6– Fotomicrografias do metaperidotito (GB-AM-6) em diferentes cortes conforme mostrados no desenho esquemático.

3.4 LAMIM

Na região de Lamim, Silva (1997) descreveu três litotipos, a saber, ortognaisses com composição granítica, metamáficas anfibolíticas e metaultramáficas incluindo metalherzolitos, serpentinitos e esteatitos. As rochas metamáficas e metaultramáficas são consideradas como pertencentes ao Grupo Nova Lima, base do greenstone belt Rio das Velhas (Jordt-Evangelista & Silva 2005).

As rochas metaultramáficas ocorrem na porção norte e centro-leste do município de Lamim (Figura 3.1). Foram descritos sete litotipos: metaperidotito, antofilita-tremolita-clorita granofels ± serpentina, tremolitito, clorita xisto, serpentinito e esteatito que se encontram localizados em três regiões de lamim, sendo a mais ao sul (Figura 3.7) composta apenas por metaperidotito, constituindo um corpo de aproximadamente 1km. Os outros dois corpos são formados por litotipos variados.

(45)

23

Os afloramentos apresentam-se em grande parte na forma de blocos maciços, as relações de contato com as encaixantes não puderam ser observadas (Fig. 3.8-A e B).

A composição modal dos litotipos amostrados encontra-se na Tabela 3.2.

BR-482GB-LA-49A_GB-LA-49B

GB-LA-44

GB-LA-47 GB-LA-48

GB-LA-37 GB-LA-39A GB-LA-39B

GB-LA-33 GB-LA-32

Convenções Cartográficas

Rodovia Federal

Estradas sem pavimentação

Drenagens

N

2 km 1

0

43°28’W 43°26’W

20°44’S

20°46’S

ME-14

HJ-LAM1 HJ-LAM2

HJ-SO

GB-LA-38A GB-LA-38B

GB-LA-25

GB-LA-24

MG-132

Rodovia Estadual

Rio Piranga

Figura 3.7– Localização dos afloramentos amostrados na região de Lamim. GB-LA-24, GB-LA-25, GB-LA-32, GB-LA-33, HJ-LAM1, HJ-LAM2 e HJ-SO: metaperidotito. GB-LA-39A: antofilita-clorita-tremolita granofels. GB-LA-49A: antofilita-serpentina-tremolita-clorita granofels. GB-LA-37, GB-LA-47: tremolitito. GB-LA-38A e GB-LA-39B: clorita xisto. GB-LA-38B e GB-LA-48: serpentinito. GB-LA-44, GB-LA-49B e ME-14: esteatito.

Metaperidotito

Afloramentos de metaperidotito ocorrem na parte centro-leste do município de Lamim (Figura 3.1). A rocha é composta essencialmente por anfibólios (30 a 70% em volume), olivina (15 a 25%) e o restante de clorita, serpentina e talco, que são secundários.

(46)

24

apresentada pela amostra GB-LA-33 é (Mg 1,5 Fe 0,5) Si1,0 O4 com 77% de forsterita (capítulo 4).

Figura 3.8– A - Vista geral dos afloramentos de rochas metaultramáficas na região central de Lamim. B – Metaperidotito (GB-LA-33). C – Metaperidotito (GB-LA-24). D – Serpentinito (GB-LA-48) E – Pedreira de

esteatito (GB-LA-44). F – Amostra de mão de clorita xisto (GB-LA-39A).

(47)

25

cristais com inclusões de olivina, também aparece intercrescida com antofilita ou com envoltório fibroso desta (Fig. 3.9-C), como já havia sido descrito por Jordt-Evangelista & Silva (2005).

Clorita apresenta-se em palhetas finas e de cor verde muito pálido, com cor de polarização cinza-acastanhada e alto teor de Mg.

Serpentina ocorre em palhetas finas e incolores (5 a 40% em volume) preenchendo fraturas de olivina.

Os minerais opacos foram identificados como Cr-magnetita, ilmenita e pentlandita, caracterizados por MEV-EDS e MSE (capítulo 4).

A textura do olivina-antofilita-tremolita granofels é semelhante à cumulus, com inclusão de vários grãos de olivina em um único cristal de tremolita. Como tremolita não se forma primariamente em magmas ultramáficos, é possível que se trate de pseudomorfoses sobre o piroxênio intercumulus

original. Como tremolita é calciomagnesiana, é provável que o piroxênio original também fosse rico em Ca e Mg, isto é tratava-se de um clinopiroxênio do tipo diopsídio/augita. Este litotipo é o mais preservado da região de Lamim e sugere-se que ele seja o protólito das metaultramáficas como serpentinitos e esteatitos. Como originalmente a rocha possuía olivina e, provavelmente, clinopiroxênio, o ultramafito original se classifica como lherzolito, conforme já discutido por Jordt-Evangelista & Silva (2005).

Antofilita-tremolita-clorita granofels ± serpentina

O antofilita-clorita-tremolita granofels (GB-LA-39A) é composto essencialmente por clinoanfibólio tremolita (40% em volume), ortoanfibólio antofilita (15%) e clorita (20%). Serpentina (10%), talco (10%) e opaco (5%) perfazem o restante.

Os anfibólios apresentam-se em grãos finos, incolores e com textura decussada. A clorita ocorre disseminada e em veios, apresenta-se incolor a fracamente esverdeada.

O opaco que foi identificado como magnetita (5%), ocorre em grãos xenoblásticos e disseminados na lâmina.

O antofilita-serpentina-tremolita-clorita granofels (GB-LA-49B) é constituído por clorita (40%), tremolita (15%), serpentina (15%) e antofilita (15%).

(48)

26 O restante da rocha é constituído por talco e magnetita.

Tremolitito

O tremolitito (GB-LA-37, GB-LA-47) é composto por tremolita (90 a 95%) e clorita (9 a 4%), com a presença de finos opacos (1%). A tremolita é incolor, apresenta granulação fina e textura decussada.

Tabela 3.2- Composição modal dos litotipos de Lamim (% volumétrica). Ol olivina, Ant antofilita, Tr tremolita, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Op opacos.

Amostra Litotipo Ol Ant Tr Srp Chl Tlc Cb Op

GB-LA-24 Metaperidotito 15 15 25 15 27 1 1 1

HJ-LAM1 Metaperidotito 15 25 30 5 15 4 5 1

HJ-LAM2 Metaperidotito 20 15 25 5 20 6 8 1

HJ-SO Metaperidotito 25 15 15 15 20 4 4 2

GB-LA-39A Antofilita-

clorita-tremolita granofels - 15 40 10 20 10 - 5

GB-LA-49A Antofilita-serpentina-

tremolita-clorita granofels - 15 15 15 40 10 - 5

GB-LA-37 Tremolitito - - 90 - 9 - - 1

GB-LA-47 Tremolitito - - 95 - 4 - - 1

GB-LA-38A Clorita xisto - - - - 94 - - 6

GB-LA-39B Clorita xisto - - - - 90 - - 10

GB-LA-38B Serpentinito - - - 80 - 19 - 1

GB-LA-48 Serpentinito - - - 75 - 24 - 1

GB-LA-44 Esteatito - - - 13 7 75 4 1

GB-LA-49B Esteatito - - - 5 7 82 3 3

ME-14 Esteatito - - - 15 4 75 5 1

(49)

27

composição mineralógica não muda muito nas diferentes amostras, variando apenas as proporções de seus constituintes.

Clorita Xisto

O clorita xisto (GB-LA-38A, GB-LA-49A) possui granulação fina a média com textura lepidoblástica e é composto principalmente por clorita (90 a 94%). A clorita é incolor com aspecto feltroso e cor de polarização cinza. Os minerais opacos são ilmenita e magnetita. A última ocorre em grãos idioblásticos a subidioblásticos, apresentando seções quadradas e triangulares e chama atenção pela quantidade (6 a 10%) e pelo tamanho dos grãos, com até 1,5mm.

Figura 3.9- Fotomicrografias dos litotipos de Lamim. A – Metaperidotito GB-LA-33: grãos de olivina (Ol) inclusos de modo poiquilítico em tremolita (Tr), luz polarizada plana. B - Idem, luz polarizada cruzada. C - Antofilita-clorita-tremolita granofels (GB-LA-39A): tremolita com sobrecrescimento de antofilita, luz polarizada cruzada. D - Antofilita-serpentina-tremolita-clorita granofels (GB-LA-49B): grãos de antofilita (Ant) e tremolita (Tr), luz polarizada cruzada.

(50)

28

O serpentinito (GB-LA-38B, GB-LA-48) é composto principalmente por serpentina (75 a 80%), esse litotipo apresenta textura decussada e granulação fina a média. A serpentina é incolor, com cor de polarização cinza de 1a_{ordem, suas finas palhetas ocorrem sem orientação preferencial. O talco} perfaz cerca de 20 a 25% e possui granulação média.

Esteatito

O esteatito (GB-LA-44, GB-LA-49B, ME-14) aparece associado ao serpentinito e ocorrem transições entre estes dois tipos petrográficos. Este litotipo apresenta textura decussada e granulação fina a média. É composto predominantemente por talco (75 a 82%), em proporções menores ocorrem serpentina (5 a 15%), clorita (4 a 7%), carbonato (3 a 5%), e opacos (1 a 3%).

3.5 QUELUZITO

Segundo Braga (2006) as rochas metaultramáficas do município de Queluzito estão rodeadas pelo tonalito Campo Belo, entretanto a relação de contato dessas rochas não foi observada em campo.

Os diversos litotipos metaultramáficos se localizam a sudoeste e nordeste da cidade de Queluzito (Figura 3.10) e ocorrem afloramentos, blocos soltos e in situ que se distribuem, no ponto GB-QE-4, por área de cerca de 300m (Figura 3.11). As rochas são maciças, não apresentam foliação, possuem granulação fina a média e coloração em tons de cinza.

Antofilita-actinolita-clorita granofels

O antofilita-actinolita-clorita granofels (GB-QE-1A) é composto principalmente por

(51)

29 GB-QE-4

GB-QE-1A

GB-QE-5

Rio Paraopeba

Rio da Prata

Convenções Cartográficas

Estradas sem pavimentação Drenagens

Área Urbana Queluzito

N

1 km 0,5

0

43°55’W 43°54’W

20°44’S

20°43’S

Estradas pavimentadas

Figura 3.10– Localização dos afloramentos na região de Queluzito. GB-QE-1A: antofilia-actinolita-clorita granofels. GB-QE-4: antofilita-clorita-hornblenda granofels, GB-QE-5: metaperidotito.

Antofilita-clorita-hornblenda granofels

O antofilita-clorita-hornblenda granofels (GB-QE-4) é constituído principalmente por hornblenda (30%), clorita (25%) e antofilita (20%). A hornblenda é fracamente colorida a incolor e foi caracterizada por MEV-EDS (capítulo 4) como magnésio hornblenda.

O talco (15%) constitui pseudomorfos provavelmente de olivina e aparecem rodeados por hornblenda (Figura 3.12 C e D).

O restante da rocha é formado por carbonatos, serpentina e opacos caracterizados como magnetita.

Metaperidotido

O metaperidotito (GB-QE-5) é composto principalmente por ortoanfibólio e olivina. A rocha apresenta porfiroblastos de olivina em matriz fina com textura decussada.

(52)

30

também se observa que houve crescimento da antofilita à custa de olivina (Figura 3.12 E e F).

O ortonfibólio (57%) encontrado foi identificado por MSE como antofilita. Esta é incolor, ocorre em cristais prismáticos e delgados e com granulação fina.

O restante da rocha é formado por talco, clorita, serpentina e opacos. Os minerais opacos formam uma poeira e estão disseminados. Por MSE foram identificados como ilmenita, magnetita, cromita e pentlandita.

D A

C

B

(53)

31

(54)

32

Tabela 3.3- Composição modal dos litotipos de Queluzito (% volumétrica) Ol olivina, Ant antofilita, Act actinolita, Hbl hornblenda, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Op opacos.

Amostra Litotipo Ol Ant Act Hbl Srp Chl Tlc Cb Op

GB-QE-1A Antofilita-actinolita-clorita

granofels - 15 35 - 2 45 - 1 2

GB-QE-4 Antofilita-clorita -hornblenda

granofels - 20 - 30 2 25 15 5 3

GB-QE-5 Metaperidotito 20 45 - - 2 20 12 - 1

3.6 MARIANA

No município de Mariana há inúmeras pedreiras de pedra sabão em explotação, mas somente duas ocorrências foram selecionadas para estudo. São elas o metaperidotito (TG-37) e o antofilita-clotita-carbonato-talco xisto (OPMR-4), a primeira foi escolhida por ser a única até então encontrada que ainda preserva olivina e a segunda foi escolhida para comparação.

O metaperidotito ocorre no município de Mariana, acerca de 10 km a sudeste de Padre Viegas, próximo ao reservatório da Usina Hidroelétrica da Fumaça. De acordo com Santos e Mota (2010), nesta região há inúmeros corpos de metaultramáficas do tipo esteatito, no entanto somente no corpo estudado ainda se encontra olivina parcialmente preservada do metamorfismo. O antofilita-clorita-carbonato-talco xisto ocorre em corte na rodovia MG-262 entre Mariana e Ponte Nova, acerca de 7 km da entrada de Padre Viegas.

As metaultramáficas estão rodeadas por gnaisse que pertence ao Complexo Mantiqueira. O corpo de antofilita-clorita-carbonato-talco xisto tem aproximadamente 50 metros de largura observa-se alternância de gnaisse bandado saprolitizado, anfibolito e antofilita-clotita-carbonato-talco xisto. O gnaisse pertence ao Complexo Mantiqueira e as litologias metaultramáfica e máfica, ao Supergrupo Rio das Velhas.

Metaperidotito

(55)

33 anfibólios e clorita (Fig. 3.13 A e B).

Os anfibólios são incolores, ocorrem em prismas delgados que não possuem orientação preferencial e seu relevo é menor que a da olivina. Orto- e clinoanfibólios são separados pelos diferentes ângulos de extinção.

Clorita (20%) é levemente esverdeada, com cores de polarização baixas. Talco (30%) é incolor e apresenta-se em palhetas finas sem orientação preferencial. Carbonato (5%) e opacos (5%) compõe o restante. Os opacos são xenoblásticos a subidioblásticos e inequigranulares.

Antofilita-clorita-carbonato-talco xisto

O antofilita-clorita-carbonato-talco xisto (OPMR-4) é inequigranular, observa-se textura porfiroblástica e matriz lepidoblástica.

Antofilita (10%) ocorre na forma de porfiroblastos sem orientação preferencial, em uma matriz fina foliada, composta por talco, clorita, carbonatos e opacos. Os cristais de antofilita aparecem na forma de prismas delgados a aciculares, são discordantes da foliação e, portanto pós-cinemáticos (Figura 3.13 C e D).

(56)

500 µm

Ol Ol

Ant Ant

500 µm 500 µm

500 µm

A B

C D

Figura 3.13– Fotomicrografias dos litotipos de Mariana. A – Metaperidotito (TG-37) com olivina rodeada por anfibólios e clorita, luz polarizada plana. B – Idem A, luz polarizada cruzada. C - Antofilita-clorita-carbonato-talco xisto (OPMR-4) com porfiroblastos pós-cinemáticos de antofilita em matriz fina formada por clorita, Antofilita-clorita-carbonato-talco e carbonato, luz polarizada plana. D – Idem C, luz polarizada cruzada.

Tabela 3.4- Composição modal dos litotipos de Mariana (% volumétrica). Ol olivina, Oam ortoanfibólio, Ant antofilita, Cam clinoanfibólio, Tr tremolita, Srp serpentina, Chl clorita, Tlc talco, Cb carbonato, Op opacos.

Amostra Litotipo Ol Oam Ant Cam Srp Chl Tlc Cb Op

TG-37 Metaperidotito 10 10 - 15 5 20 30 5 5

OPMR-4 Antofilita-clorita-_{carbonato-talco xisto} - - 10 - - 15 40 30 5

3.7 BARRA LONGA

(57)

35

Também são encontrados gnaisses de fácies anfibolito, meta-gabros, anfibolitos, meta-diabásios, quartzitos, meta-granitos e pegmatitos.

Metaharzburgito

Esta rocha foi descrita por Medeiros Júnior (2009) como uma rocha ultramáfica de fácies granulito. Este autor a classificou como olivina-piroxênio granofels. Neste trabalho adotou-se a recomendação de Fettes & Desmons (2007) de que para rochas metamórficas ultramáficas pode-se utilizar a mesma terminologia usada para rochas ígneas, que no caso, seria harzburgito para rocha com olivina e ortopiroxênio. O metaharzburgito (PAC) possui textura decussada e granulação grossa. A olivina (30%) pode ter até 1,5 cm, é anédrica a subédrica apresenta 92 a 96% Fo, sendo classificada como forsterita (Medeiros Júnior 2009) (Figura 3.14 A e B). Já o ortopiroxênio (50%) chega até 2,7 cm, é classificado como enstatita, com 52 a 67% En (Medeiros Júnior 2009) (Figura 3.14 C e D). O restante é composto por talco, serpentina, ortoanfibólio, clorita e carbonato.