UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO ESCOLA DE MINAS DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

.. .

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

PETROGÊNESE E GEOQUÍMICA DE ROCHAS METAULTRAMÁFICAS E

METAMÁFICAS DO CORPO CÓRREGO DOS BOIADEIROS, GRUPO

NOVA LIMA, QUADRILÁTERO FERRÍFERO, MG

Victor Matheus Tavares Fernandes

.

Ouro Preto, outubro de 2016

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

ESCOLA DE MINAS

PETROGÊNESE E GEOQUÍMICA DE ROCHAS

METAULTRAMÁFICAS E METAMÁFICAS DO CORPO

CÓRREGO DOS BOIADEIROS, GRUPO NOVA LIMA,

FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

Reitor

Marcone Jamilson Freitas Souza

Vice-Reitor

Célia Maria Fernandes Nunes

Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação

Fábio Faversani

ESCOLA DE MINAS

Diretor

Issamu Endo

Vice-Diretor

José Geraldo Arantes de Azevedo Brito

DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

Chefe

CONTRIBUIÇÕES ÀS CIÊNCIAS DA TERRA

–

VOL. 75

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Nº 341

PETROGÊNESE E GEOQUÍMICA DE ROCHAS

METAULTRAMÁFICAS E METAMÁFICAS DO CORPO

CÓRREGO DOS BOIADEIROS, GRUPO NOVA LIMA,

QUADRILÁTERO FERRÍFERO, MG

Victor Matheus Tavares Fernandes

Orientador(a)

Hanna Jordt Evangelista

Co-orientador(a)

Gláucia Nascimento Queiroga

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: Tectônica, Petrogênese e Recursos Minerais.

OURO PRETO

Escola de Minas - http://www.em.ufop.br

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

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

F363p Fernandes, Victor Matheus Tavares.

Petrogênese e geoquímica de rochas metaultramáficas e metamáficas do Corpo Córrego dos Boiadeiros, Grupo Nova Lima, Quadrilátero Ferrífero, MG [manuscrito] / Victor Matheus Tavares Fernandes. - 2016.

97f.: il.: color; grafs; tabs; mapas.

Orientador: Prof. Dr. Hanna Jordt-Evangelista. Coorientador: Prof. Dr. Gláucia Nascimento Queiroga.

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: Tectônica, Petrogênese e Recursos Minerais. 1. Magmatismo. 2. Rochas igneas. 3. Petrogênese - Minas Gerais - Quadrilátero Ferrífero. I. Jordt-Evangelista, Hanna. II. Nascimento Queiroga, Gláucia. III. Universidade Federal de Ouro Preto. IV. Titulo.

Agradecimentos

À Deus, pela minha vida.

Aos meus pais, Maria José e Edilson, por me apoiarem em todos os momentos. Vocês foram fundamentais para essa conquista.

À minha namorada Jéssica pelo apoio de sempre.

À professora Hanna Jordt Evangelista, por ter se mostrado tão disposta a me acolher e orientar nesta dissertação, enquanto ainda aluno de outra universidade. Obrigado pelas incontáveis horas de auxílio, paciência e compreensão durante todo este tempo. Eu sempre serei grato a você!

À professora Gláucia Queiroga, pela co-orientação e por todas as discussões geológicas que culminaram na realização desta dissertação. Gláucia, muito obrigado!

Ao Sr. Ottavio Raul Camignano, pelo acolhimento e por confiar a mim a realização deste projeto em parceria com sua empresa. Ottavio, obrigado por tudo que me proporcionou e por ter em sua filosofia a necessidade do alinhamento entre a iniciativa privada e o meio acadêmico!

Ao DEGEO-UFOP, pela incrível infraestrutura concedida a todos seus alunos por meio de seus laboratórios. Gostaria de agradecer aos Laboratórios de Laminação, Ótica, Microanálises, DRX e LGqA, bem como seus respectivos coordenadores e técnicos.

À Pedras Congonhas Extração Arte e Indústria Ltda., por todo o suporte técnico, logístico e financeiro. Não obstante, agradeço a todos os funcionários e funcionárias da MPC pelo ótimo tratamento que recebi durante todas as campanhas de campo, em especial ao Leandro, Alexandre, Nerinho, Paulo, Luana, Aline, Catarina, dentre tantos outros.

À CAPES, pela bolsa de estudos concedida para a realização da pesquisa.

Ao geólogo Alexandre Pizarro, por toda a ajuda durante as etapas de campo e por todas as discussões geológicas que, sem dúvidas, contribuíram de forma direta para o resultado final desta dissertação. Ao Rogério, pela ajuda nas atividades de campo.

Aos meus amigos de Ouro Preto, Fabrício, Angela, Lilita, que me proporcionaram inúmeros momentos de alegria durante esses anos.

Sumário

AGRADECIMENTOS ...VII LISTA DE ILUSTRAÇÕES ... XI LISTA DE TABELAS ... XV RESUMO ... XVII ABSTRACT ... XIX

CAPÍTULO 1. CONSIDERAÇÕES GERAIS ...1

1.1 – Introdução ...1

1.2 – Localização e vias de acesso ...2

1.3 – Objetivos ...3

1.4 – Métodos utilizados ...3

1.4.1 – Levantamento bibliográfico ...3

1.4.2 – Trabalhos de campo ...3

1.4.3 – Trabalhos de laboratório ...4

1.4.4 – Processamento e análise dos resultados ...7

CAPÍTULO 2. GEOLOGIA REGIONAL ...9

2.1 – Introdução ...9

2.2 _– Unidades Geológicas do Quadrilátero Ferrífero ...9

2.2.1 – Terrenos Granito-gnáissicos ...10

2.2.2 _– Supergrupo Rio das Velhas ...12

2.2.2.1 – Grupo Quebra Osso ...13

2.2.2.2 _– Grupo Nova Lima ...15

2.2.2.3 – Grupo Maquiné ...16

2.2.3 – Supergrupo Minas ...17

2.2.3.1 – Grupo Caraça ...17

2.2.3.2 – Grupo Itabira ...17

2.2.3.3 – Grupo Piracicaba ...18

2.2.3.4 – Grupo Sabará ...18

2.2.3.5 – Grupo Itacolomi ...18

2.3 – Evolução Tectônica ...18

CAPÍTULO 3. GEOLOGIA LOCAL E PETROGRAFIA ...21

3.1 – Introdução ...21

3.2 – Unidades Litológicas ...23

3.2.1 – Rochas Metaultramáficas ...23

3.2.2 – Rochas Metamáficas ...31

3.3 – Perfis de Solo ... 35

CAPÍTULO 4. QUÍMICA MINERAL ... 39

4.1 – Introdução ... 39

4.2 – Anfibólio... 39

4.3 – Clorita ... 41

4.4 – Flogopita ... 41

4.5 – Plagioclásio ... 42

4.6 – Minerais Opacos ... 42

CAPÍTULO 5. LITOGEOQUÍMICA ... 47

5.1 _– Introdução ... 47

5.2 _– Litogeoquímica de Rochas Metaultramáficas ... 47

5.3 – Litogeoquímica de Rochas Metamáficas ... 59

CAPÍTULO 6. BALANÇO DE MASSA ... 65

6.1 – Introdução ... 65

6.2 – Balanço de massa entre rochas ... 65

6.2.1 – Resultados ... 68

6.3 – Balanço de massa entre rocha e solos ... 75

6.3.1 – Resultados ... 75

CAPÍTULO 7. DISCUSSÕES ... 81

7.1 – Geoquímica e Gênese do Corpo Córrego dos Boiadeiros ... 81

7.2 – Metamorfismo no Corpo Córrego dos Boiadeiros... 83

7.3 – Balanço de Massa e Evolução Pedogenética ... 86

CAPÍTULO 8. CONCLUSÕES... 89

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 91

Lista de Ilustrações

Figura 1.1- Mapa de localização da área de estudo, demarcada pelo polígono hachurado. ... 2

Figura 2.1- Mapa geológico regional do Quadrilátero Ferrífero com área de estudo assinalada. Extraído de Alkmim & Marshak (1998). ... 10 Figura 2.2- Coluna estratigráfica do Quadrilátero Ferrífero, extraído de Alkmim & Marshak (1998).. ... 11 Figura 2.3- Mapa geológico da área de estudo, modificado a partir da Folha Itabirito 1:50.000

Figura 3.6- Fotomicrografias do quartzito espacialmente associado ao Corpo Córrego dos Boiadeiros. A: e B: Porção rica em quartzo e zircão na figura B. Luz polarizada cruzada. C: Nível com foliação metamórfica proeminente, marcada pela orientação de muscovita. Luz polarizada cruzada. D: porção rica em carbonato. Luz polarizada cruzada. Cb: carbonato, Qz: quartzo, Ms: muscovita, Zr: zircão. ... 35 Figura 3.7- Características de campo dos perfis de solos estudados. A: Manto de intemperismo (cores amarronzadas) no topo do corpo metaultramáfico situado na Mina Pedras Congonhas. B: Manto de intemperismo ilustrando os horizontes pedogenéticos estudados. C: Canga laterítica no topo do perfil (martelo de escala) ... 36 Figura 3.8- Padrões de Difração de Raios-X (radiação CuKα) das fácies Alterito, Transição e Sólum. Atg: antigorita, Chr: cromita, Gbs: gibsita, Go: goetita, Kln: caulinita, Mag: magnetita, Tlc: talco ... 37 Figura 4.1- Classificação dos clinoanfibólios pertencentes aos litotipos metaultramáficos do Corpo Córrego dos Boiadeiros segundo o diagrama de Leake et al. (1997).. ... 40 Figura 4.2- Classificação dos clinoanfibólios pertencentes aos litotipo metamáfico do Corpo Córrego dos Boiadeiros segundo o diagrama de Leake et al. (1997) ... 40 Figura 4.3- Classificação das flogopitas pertencentes ao litotipo clorita-tremolita xisto (amostra

Figura 5.6- Diagramas triangular catiônico de Jensen (1976) de classificação geoquímica das rochas metamáficas do Corpo Córrego dos Boiadeiros ... 59 Figura 5.7- Diagrama Total Álcalis versus Sílica de Le Bas et al. (1989) com a divisão de séries alcalinas e subalcalinas segundo Irvine & Baragar (1971) para as rochas metamáficas do Corpo Córrego dos Boiadeiros ... 60 Figura 5.8- Diagrama triangular AFM a partir de Irvine & Baragar (1971). ... 60

Figura 5.9- Diagramas de ambiência tectônica das rochas metamáficas do Corpo Córrego dos Boiadeiros. A: Diagrama triangular de Pearce et al. (1977). B: Diagrama triangular de Meschede (1986). ... 61 Figura 5.10- Diagrama de elementos traços normalizados pelo condrito (Thompson 1982) para as rochas metamáficas do Corpo Córrego dos Boiadeiros.. ... 61 Figura 5.11- Diagrama de elementos terras raras (ETR) normalizados pelo condrito de Evensen et al. (1978) para as rochas metamáficas do Corpo Córrego dos Boiadeiros ... 63 Figura 5.12- Diagrama de elementos terras raras (ETR) normalizados pelo condrito de Evensen et al. (1978) para as rochas metamáficas e metaultramáficas do Corpo Córrego dos Boiadeiros e rochas extraídas da literatura ... 64 Figura 6.1- Diagramas de isóconas de Grant (1986). A: harzburgito (Hall 1932) versus serpentinito. B: harzburgito (Hall 1932) versus tremolita-serpentina granofels. C: harzburgito (Hall 1932) versus esteatito. D: harzburgito (Hall 1932) versus clorita-tremolita xisto ... 71

Lista de Tabelas

Tabela 2.1- Subdivisões estratigráficas propostas para o Supergrupo Rio das Velhas ... 13

Tabela 4.1- Composição química das cromitas do Corpo Córrego dos Boiadeiros estudadas por Costa (1995) ... 44 Tabela 5.1- Composição química (% em peso) de elementos maiores e menores das rochas metaultramáficas e metamáficas deste estudo ... 48 Tabela 5.2- Composição química (ppm) de elementos traço das rochas metaultramáficas e metamáficas ... 49 Tabela 5.3- Composição química (ppm) de elementos terras raras das rochas metaultramáficas e metamáficas ... 50 Tabela 5.4- Composição química de elementos terras-raras (em ppm) de rochas ultramáficas e metaultramáficas retiradas da literatura ... 56 Tabela 5.5- Composição química de elementos terras-raras (em ppm) de rochas ultramáficas e máficas retiradas da literatura. ... 62 Tabela 6.1- Composição química (% peso) de elementos maiores dos litotipos do Corpo Córrego dos Boiadeiros e da literatura recalculados para 100% em peso em base anidra. ... 69 Tabela 6.2- Perdas e ganhos (% em peso) para a reação harzburgito (Hall 1932) versus serpentinito, tremolita-serpentina granofels, esteatito e clorita-tremolita xisto. ... .70 Tabela 6.3- Perdas e ganhos (% em peso) para a reação serpentinito versus tremolita-serpentina granofels. ... .72 Tabela 6.4- Perdas e ganhos (% em peso) para a reação serpentinito versus esteatito. ... 74

Tabela 6.5- Perdas e ganhos (% em peso) para a reação serpentinito versus clorita-tremolita xisto. .. 74

Resumo

O Corpo Córrego dos Boiadeiros (CCB) é composto por uma associação de rochas metaultramáficas e subordinadamente metamáficas, localizado nas proximidades do município de Nova Lima, área central do Quadrilátero Ferrífero (QF). A partir de estudos de campo, petrográficos, de química mineral, geoquímicos e de balanço de massa, procurou-se contribuir ao entendimento da petrogênese do CCB e de seu significado geológico no contexto do greenstone belt arqueano Rio das Velhas. Como objetivo adicional, buscou-se caracterizar a evolução pedogeoquímica e significado econômico de mantos de intemperismo derivados das rochas metaultramáficas. O Corpo Córrego dos Boiadeiros se estende por aproximadamente 12 km². A oeste ocorre em contato com quartzitos da Formação Moeda estruturados no Sinclinal Moeda, enquanto a leste ocorre em contato com xistos pelíticos e máficos do Grupo Nova Lima. Os litotipos metaultramáficos do CCB são serpentinito, esteatito, tremolita-serpentina granofels e clorita-tremolita xisto. Clinozoisita-actinolita granofels corresponde ao litotipo metamáfico. Serpentinito corresponde ao litotipo de maior abundância do corpo e é constituído pela associação mineral serpentina + magnetita. Esteatito ocorre ao longo de zonas cisalhadas do corpo e é composto por talco + carbonato. Tremolita-serpentina granofels ocorre como pequenos núcleos circundados por serpentinitos foliados. É constituído pela associação mineral serpentina + tremolita ± talco. Clorita-tremolita xisto ocorre nas maiores profundidades dos testemunhos de sondagem, em proximidade aos litotipos encaixantes do CCB. É constituído pela associação mineral tremolita + Mg-clorita ± talco ± flogopita. O litotipo metamáfico clinozoisita-actinolita granofels é composto por clinozoisita-actinolita + clinozoisita ± clorita ± albita ± quartzo. As associações minerais hidratadas e as variações nos teores de elementos como SiO2 e MgO sugerem que o

metamorfismo no CCB tenha sido assistido por fluidos hidrotermais associados ao metassomatismo, conduzidos por zonas cisalhadas. As associações minerais dos litotipos indica que o pico metamórfico se deu em fácies xisto verde superior (± 500ºC). Texturas reliquiares blastocumuláticas no tremolita-serpentina granofels apontam algumas regiões isentas de deformação no interior do corpo. Veios de crisotila indicam um evento metamórfico tardio, em temperaturas entre 250º a 300ºC, sob condições de fácies sub-xisto verde. Geoquimicamente o protólito das rochas metaultramáficas se assemelha a peridotitos komatiíticos, tais quais komatiitos cumuláticos ou sills acamadados de alto magnésio, gerados em condições anorogênicas. A composição química de cromitas reliquiares também sugere ambiente anorogênico de formação. O protólito das rochas metamáficas se assemelha quimicamente a rochas tholeiíticas de alto MgO, pertencentes à série subalcalina e geradas em ambiente similar aos MORB. As assinaturas dos ETR dos litotipos metaultramáficos e metamáfico do CCB, com razões similares aos padrões condríticos, sugerem fusão parcial de um manto primitivo, pouco diferenciado. A similaridade em termos de ambiência geológica e assinaturas de ETR sugerem que os protólitos das rochas metaultramáficas e metamáficas do CCB são cogenéticos. Com base nos dados gerados por este trabalho, é possível concluir que o Corpo Córrego dos Boiadeiros corresponde a um corpo intrusivo máfico-ultramáfico relacionado ao magmatismo komatiítico do greenstone belt Rio das Velhas, metamorfizado em fácies xisto verde. Por fim, a evolução pedogeoquímica dos mantos de intemperismo do CCB indica ganho de Fe2O3, Al2O3,Cr2O3, Ni, V, Co, ETR e perda de MgO e SiO2,

Abstract

The Córrego dos Boiadeiros Body (CBB) comprises an association of metaultramafic and subordinated metamafic rocks, located near the town of Nova Lima, at the central area of the Quadrilátero Ferrífero (QF).Based on field, petrographic, mineral chemistry, geochemistry and mass balance studies this study aimed to contribute to the investigation of the petrogenesis of the CBB and its geologic significance concerning the Archean Rio das Velhas greenstone belt context. An additional objective was the characterization of the pedogeochemical evolution and the economic significance of the weathering mantles derived from the metaultramafic rocks. The CBB outcrops in an area of 12 km². To the west the body is in contact with quartzites of Moeda Formation, structured in the Moeda syncline while to the east the contact is with pelitic and mafic schists of the Nova Lima Group. The metaultramafic lithotypes are serpentinite, steatite, tremolite-serpentine granofels and chlorite-tremolite schist. Clinozoisite-actinolite granofels corresponds to the metamafic lithotype. The most abundant rock type is the serpentinite composed of serpentine + magnetite. Along shear zones there was the formation of steatite composed of talc + carbonate. Tremolite-serpentine fels occurs as small pods surrounded by the foliated serpentinite. It is composed of serpentine + tremolite ± talc. Chlorite-tremolite schist was found at the lower portions of drill cores next to the underlying host rocks. Its composed of tremolite + Mg-chlorite ± talc ± phlogopite. The metamafic clinozoisite-actinolite fels is composed of clinozoisite-actinolite + clinozoisite ± chlorite ± albite ± quartz. The highly hydrated mineral associations and the large variation of chemical components like SiO2 and MgO suggest that

the metamorphism on the CBB was associated with metassomatic hydrothermal fluids conducted along shear zones. The mineralogy of the lithotypes indicates metamorphic peak at the upper greenschist facies (± 500ºC). Relict blastocumulatic textures, as found in the tremolite-serpentine fels, indicate that portions within the CBB where preserved from deformation. Crisotile veins were formed during a late sub-greenschist facies metamorphic event under temperatures near 250º-300ºC. Geochemically the protolith of the metaultramafic rocks is similar to the komatiitic peridotites such as cumulatic komatiites or layered high-magnesium sills generated under anorogenic conditions. The chemical composition of relictic chromite also suggests an anorogenic context. The protolith of the metamafic rocks is chemically similar to the high-MgO tholeiites of the subalkaline series generated under similar conditions as the MORB. The REE-signatures show ratios similar to the chondrite pattern for both metaultramafic and metamafic lithotypes, which may indicate melting of a primitive and poorly differentiated mantle source. The similarities of the geologic setting as well as of the REE signatures suggest that the CBB metaultramafic and metamafic protolith are cogenetic. Based on the results of this work it is possible to conclude that the CBB is a mafic-ultramafic intrusive body related to the komatiitic magmatism of Rio das Velhas greenstone belt, metamorphosed in greenschist facies. At last, the pedogeochemical evolution of the weathering mantles of the CBB indicates gains on Fe2O3, Al2O3,Cr2O3, Ni, V, Co, ETR and loss of MgO e SiO2, CaO, Pt e Au from bottom to the top of

CAPÍTULO 1

CONSIDERAÇÕES GERAIS

1.1- INTRODUÇÃO

Rochas metaultramáficas são corriqueiramente objetos de estudos de cunho científico e econômico. O interesse científico reside no fato destas rochas serem resultantes do metamorfismo, nos mais variados graus metamórficos, de rochas ultramáficas em diversos ambientes geológicos, tais como corpos associados à greenstone belts, níveis basais de cadeias oceânicas, porções cumuláticas de complexos gabróicos acamadados ou posicionadas como lascas tectônicas (ofiolitos) em orógenos contracionais (Bucher & Frey 1994, Best 2003, Winter 2010).

Por se tratar de rochas de filiação mantélica, a importância destas rochas, em termos econômicos, consiste na possibilidade de conterem concentrações elevadas de elementos como Ni, Cu, Pt, Pd, Cr e V (Best 2003). Suas variedades metassomatizadas também são importantes como rochas ornamentais, como é o caso dos serpentinitos, e na utilização industrial, por exemplo, como asbesto e fundentes básicos. Na região do Quadrilátero Ferrífero, estas rochas possuem importância ímpar na geração de recursos para diversos fins, responsáveis, em parte, pelo avanço da economia local.

As rochas metaultramáficas da região do Córrego dos Boiadeiros, Nova Lima (MG), tem sido periodicamente estudadas, porém aspectos como origem, posicionamento estratigráfico e evolução petrológica ainda são pontos de discussão. Gair (1962) estudou pioneiramente estas rochas interpretando-as como metaultramáficas plutônicas. Padilha (1984) as caracterizou como uma sequência representante de derrames komatiíticos na base do Grupo Nova Lima, a saber, Formação Córrego dos Boiadeiros. Schrank et al. (1990) e Costa et al. (1992), em divergência aos estudos de Padilha (1984), indicaram natureza plutônica para estas rochas, interpretando-as como uma suíte intrusiva do greenstone belt Rio das Velhas, nomeada pelos últimos autores como Complexo Córrego dos Boiadeiros. Costa (1995) reafirma a natureza plutônica para estas rochas e reconhece termos metamáficos associados a este corpo, nomeando-os como Corpo Meta-ultramáfico do Córrego dos Boiadeiros. Por fim, Costa (1995) e Zuchetti & Baltazar (2000) caracterizam-nas como um sill básico-ultrabásico disposto em meio às sequências basais do greenstone belt Rio das Velhas.

1.2- LOCALIZAÇÃO E VIAS DE ACESSO

A área de estudo, delimitada pelos vértices NW (7780300m 616000m), SE (7773000m 618300m), zona 23S, localiza-se no interior do município de Nova Lima, região centro-sudeste de Minas Gerais (Fig. 1.1). Situa-se nas adjacências do distrito Rio do Peixe e das mineradoras Pedras Congonhas Extração Arte & Indústria Ltda. e Extramil. A área é balizada a oeste pelo Sinclinal Moeda e a sudeste pelo Rio do Peixe.

O acesso à área de estudo, a partir da capital mineira Belo Horizonte, se dá através da BR-040 sentido Sul, em um translado de cerca de 26 km em direção ao Centro de Tecnologia de Ferrosos (CTF) – VALE. Em seguida faz-se necessário percorrer cerca de 15 km de estradas vicinais que dão acesso às minas Capitão do Mato (VALE), Extrativa Mineral, Extramil e Pedras Congonhas.

Tendo como ponto de partida a cidade de Ouro Preto, o acesso ao local se faz a partir da BR-356 em direção à BR-040 e ao (CTF) _– VALE em um trajeto de aproximadamente 74 km. Posteriormente deve-se percorrer os 15 km de vias não pavimentadas restantes.

1.3- OBJETIVOS

Propôs-se na presente dissertação o estudo petrogenético de rochas metaultramáficas e metamáficas pertencentes ao Corpo Córrego dos Boiadeiros (CCB) na região da mineradora Pedras Congonhas Extração Arte & Indústria Ltda. (MPC) e adjacências, com o intuito de fornecer informações relevantes quanto à gênese e significado destas rochas na história evolutiva do greenstone belt Rio das Velhas.

Como objetivos específicos buscou-se caracterizar o metamorfismo quanto a condições de pressão, temperatura e fluidos, bem como transformações mineralógicas e químicas entre os litotipos metaultramáficos e metamáficos deste corpo. Por fim, buscou-se analisar concentrações de depósitos residuais de níquel, platinóides, dentre outros elementos metálicos associados a perfis pedogenéticos que ocorrem recobrindo os metaultramafitos do CCB na área da mineradora Pedras Congonhas.

1.4- MÉTODOS UTILIZADOS

A presente dissertação foi pautada no cumprimento de um conjunto de métodos listados a seguir.

1.4.1- Levantamento bibliográfico

A etapa de levantamento bibliográfico baseou-se na compilação de trabalhos relacionados à petrogênese de rochas metaultramáficas e metamáficas, bem como processos metamórficos e metassomáticos neste conjunto litológico, especialmente aos que se dão em fácies xisto verde. Buscou-se também reunir dados regionais e locais acerca da origem e evolução geológica do greenstone belt Rio das Velhas – Supergrupo Rio das Velhas. Além disso, concerniu a esta etapa a compilação de dados sobre métodos de investigação petrológicos, litogeoquímicos e de química mineral disponíveis na literatura, os quais foram utilizados para geração e interpretação dos resultados obtidos durante a pesquisa.

1.4.2- Trabalhos de campo

toda extensão da cava da mineradora Pedras Congonhas. As coordenadas geográficas dos pontos visitados em campo, bem como dos testemunhos de sondagem encontram-se no Anexo I.

Durante esta etapa foram realizadas descrições macroscópicas dos principais litotipos, salientando-se aspectos como mineralogia, texturas, estruturas, modo de ocorrência e relações de contato entre os diferentes litotipos identificados em campo. Por fim, realizou-se amostragem sistemática destes litotipos com vistas a fornecer subsídios para os trabalhos de laboratório.

1.4.3- Trabalhos de laboratório

Descrição de lâminas delgadas

O estudo de lâminas delgadas pautou-se na descrição petrográfica detalhada de seções delgadas convencionais e polidas dos litotipos representantes da área de estudo. Para tanto, foram confeccionadas 27 seções delgadas convencionais, dentre as quais 11 também foram polidas, no Laboratório de Laminação (LAMIN) do Departamento de Geologia da Universidade Federal de Ouro Preto, acrescidas a um conjunto de 12 seções delgadas disponibilizadas pela mineradora Pedras Congonhas.

As lâminas delgadas convencionais e polidas foram descritas, respectivamente, em microscópios petrográficos de luz transmitida e refletida Olympus BX41 e ZEISS Axioskop 40. Buscou-se, nesta etapa, caracterizar aspectos como microestruturas e a paragênese mineral em cada seção.

A nomenclatura utilizada para a classificação das rochas desta dissertação segue as indicações propostas pela IUGS (International Union of Geological Sciences) – SCMR (Subcomission on the Systematics of Metamorphic Rocks) enunciadas por Fettes & Desmons (2007). As siglas para os minerais observados foram adotadas a partir das recomendações de Kretz (1983) e Whitney & Evans (2010) e estão dispostas no Anexo III.

Difratometria de Raios X (DRX)

possui como fonte de raios X tubo cerâmico com ânodo de cobre, em intervalo de exposição dos feixes de 2º a 70º e modo de escaneamento contínuo em 0,020º/s. O equipamento foi ajustado segundo uma corrente de feixe de 40 mA e tensão 45 kV. As amostras foram preparadas a partir o método do pó prensado.

Análises por MEV/EDS

As análises semiquantitativas de química mineral via MEV/EDS se deram a partir do microscópio eletrônico de varredura (MEV) de marca JEOL, modelo JSM com espectrometria de dispersão de energia (EDS) Thermo Electron acoplado, devidamente calibrado sob condições analíticas de 20 kV, largura de feixe de 25 µm e 2000 contagens. Este equipamento pertence ao Laboratório de Microanálises do Departamento de Geologia da UFOP.

Nesta etapa foram analisadas 10 seções polidas e seus resultados foram utilizados para o cálculo de fórmulas unitárias de minerais, bem como para inserção em diagramas de cunho petrogenético. Para comparação e verificação da confiabilidade das análises semiquantitativas geradas pelo MEV, compilou-se e compararam-se dados de microssonda eletrônica (MSE) em mesmos minerais estudados por Costa (1995) na mesma região do CCB.

Geoquímica

No que tange às análises químicas de rocha total, foram analisadas 17 amostras coletadas durante a etapa de campo. As amostras selecionadas foram preferencialmente retiradas dos testemunhos de sondagem (à exceção da amostra PVM-33), haja vista maior possibilidade de preservação destas quanto aos processos intempéricos. Além disso, foi retirada a porção mais homogênea de cada amostra para análise, evitando-se eventuais contaminações por venulações quimicamente contrastantes. Também foram analisadas três amostras de solo oriundas dos perfis pedogenéticos derivados dos metaultramafitos para análise das concentrações de elementos de interesse econômico.

Para complemento do estudo geoquímico, os platinóides (Pt, Pd, Au) foram analisados via ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry), porém com abertura da amostra por fusão total (Fire Assay).

Cálculos de balanço de massa

O método de balanço de massa foi utilizado para quantificação dos processos de metassomatismo e de pedogênese nas rochas estudadas.

O metassomatismo foi estudado com base em um litotipo de referência. Para tanto, foram comparadas as amostras dos litotipos metaultramáficos que compõem o CCB a um litotipo não metassomatizado, tal qual o harzburgito de Bushveld, estudado por Hall (1932). A quantificação química destes elementos, com base nos estudos de balança de massa, foi realizada com base no método da isócona de Grant (1986), que foi adaptado a partir dos estudos de Gresens (1967).

Para análise dos processos pedogenéticos, realizou-se um perfil vertical que abarca desde o litotipo não intemperizado (rocha fresca) até as porções do manto de intemperismo, passando por todas as variações intermediárias. Nesta etapa foi verificada a concentração relativa, para cada horizonte, de todos os elementos maiores, menores, ETR, além dos platinóides e outros elementos metálicos. A quantificação química destes elementos, com base nos estudos de balanço de massa, foi realizada com base no método de Millot & Bonifas (1955).

Para adequada utilização do método de balanço de massa, o qual requer os valores de densidades dos objetos de estudo, determinou-se a densidade, para as amostras de rocha, a partir da utilização da balança hidrostática, que determina a razão entre a massa da amostra no ar e o peso da amostra dentro da água. Para o cálculo da densidade das amostras de solo foi utilizado o método do torrão parafinado (EMBRAPA 1997). A equação do método do torrão parafinado é:

Densidade (g/cm³) = a/b Onde

a: peso da amostra seca a 105ºC v: volume da amostra

c: peso da amostra parafinada

d: peso da amostra submersa em água e: volume da parafina (peso da parafina/0,90)

1.4.4- Processamento e análise dos resultados

CAPÍTULO 2

GEOLOGIA REGIONAL

2.1- INTRODUÇÃO

A área de estudo da presente dissertação está situada na Província Geotectônica São Francisco (PGSF). Essa província contempla todo o Cráton do São Francisco (CSF), unidade geotectônica arqueana consolidada durante o evento Transamazônico, no Paleoproterozóico, e relativamente estável para os sucessivos eventos brasilianos neoproterozóicos (Almeida 1977, Almeida et al. 1981). Os atuais limites considerados para o Cráton do São Francisco se configuram na série de Faixas neoproterozóicas estabelecidas durante o Brasiliano, das quais se elencam Araçuaí-Ribeira, Brasília, Rio Preto, Riacho do Pontal e Sergipana (Almeida 1977).

Dentre as grandes unidades geológicas que compõem o Cráton do São Francisco, destaca-se aqui o Quadrilátero Ferrífero (QF, Fig. 2.1). O QF constitui uma unidade geotectônica localizada na porção meridional do Cráton do São Francisco abarcando uma área de cerca de 7000 km².

O Quadrilátero Ferrífero se destaca no contexto do CSF devido à sua relevância em termos econômicos, encerrando amplos jazimentos de ouro (Lobato et al. 2001) e de ferro (Rosière & Chemale Jr. 2000), aliados aos registros de sucessivos ciclos tectônicos que remontam à evolução pré-cambriana brasileira (Chemale Jr. et al. 1994, Alkmim & Marshak 1998, Endo & Machado 1998).

2.2- UNIDADES GEOLÓGICAS DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO

A estratigrafia do Quadrilátero Ferrífero foi consolidada pelos levantamentos geológicos de Dorr (1969). A coluna litoestratigráfica proposta por este autor permanece como base para diversos estudos contemporâneos, que propuseram adaptações pontuais (Schorscher 1978, Ladeira 1980, Marshak & Alkmim 1989, Alkmim & Marshak 1998) (Fig. 2.2).

Figura 2.1- Mapa geológico regional do Quadrilátero Ferrífero com área de estudo assinalada. Extraído de Alkmim & Marshak (1998).

2.2.1- Terrenos Granito-gnáissicos

A Unidade Granito-Gnáissica abrange a maior área do Quadrilátero Ferrífero. Configura-se em um conjunto de núcleos dômicos representados, por exemplo, pelos complexos Bação, Belo Horizonte, Bonfim, Caeté, Santa Bárbara, dentre outros (Carneiro 1992, Noce 1995).

Figura 2.2- Coluna estratigráfica do Quadrilátero Ferrífero, extraído de Alkmim & Marshak (1998).

Ma a 2750 Ma (Carneiro 1992, Machado & Carneiro 1992, Noce 1995). Ao menos duas gerações distintas são identificadas para as intrusões anfibolíticas, fato indicado pelas idades modelo Sm-Nd de 3120 Ma e 2960 Ma (Carneiro 1992 e Carneiro et al. 1998). Por fim, idades U-Pb aproximadas a 2700 Ma são obtidas para os granitóides potássicos (Romano et al. 2013).

2.2.2- Supergrupo Rio das Velhas

Definido inicialmente por Dorr (1969) como Série Rio das Velhas e promovido a Supergrupo por Loczy & Ladeira (1976) e Menezes Filho et al. (1977), o Supergrupo Rio das Velhas (SGRV) se refere a um greenstone belt de idade arqueana situado sobretudo na porção interna do Quadrilátero Ferrífero (Schorscher 1978).

O SGRV é dividido da base para o topo em Grupo Nova Lima e Grupo Maquiné (Dorr 1969). Schorscher (1979) denominou a porção basal do SGRV como Grupo Quebra Osso. Inúmeras subdivisões estratigráficas informais são propostas para o SGRV, estas também com base em aspectos sedimentológicos e estratigráficos (Zuchetti et al. 1996, Baltazar & Silva 1996, Zuchetti et al. 1998, Baltazar & Zuchetti 2007). A tabela 2.1 elucida as múltiplas subdivisões estratigráficas propostas para o SGRV.

Devido principalmente à complexidade tectono-estrutural da qual o Supergrupo Rio das Velhas é dotado, Zuchetti & Baltazar (1998) propuseram sua compartimentação do SGRV em domínios litoestruturais delimitados por falhas regionais. Estes autores sugeriram a divisão do SGRV em Bloco Nova Lima, Bloco Caeté, Bloco Santa Bárbara e Bloco São Bartolomeu. Na presente dissertação, porém, optou-se por abordar o SGRV a partir de sua subdivisão litoestratigráfica, pois melhor se aplica à área de estudo (Fig. 2.3).

Tabela 2.1- Subdivisões estratigráficas propostas para o Supergrupo Rio das Velhas. Supergrupo Rio das Velhas

Grupo

Formação

Unidade

Ladeira 1980 Zuchetti et al. 1996

Unidade

Associação de

fácies

Zuchetti et al. 1998

Maquiné Casa Forte –

Capanema

Não-Marinha Córrego do Engenho

Jaguará Chica Donda

Palmital Rio das Pedras Ressedimentada

Nova

Lima –

Metassedimentar Clástica

Andaimes

Costeira/Litorânea Pau D´Óleo

Córrego da Paina

Ressedimentada Fazenda Velha

Catarina Mendes Córrego do Sítio

Mindá Metassedimentar Química Mestre Caetano Vulcanoclástica Ribeirão Vermelho Santa Quitéria Sedimentar química-pelítica Morro Vermelho Vulcanossedimentar-química Metavulcânica Ouro Fino

Vulcânica-plutônica Máfico-Ultramáfica Quebra

Osso – Vulcânica-plutônica Máfico-Ultramáfica

2.2.2.1- Grupo Quebra Osso

2.2.2.2- Grupo Nova Lima

O Grupo Nova Lima (GNL) representa a transição do domínio vulcânico ao domínio sedimentar no contexto de abertura da Bacia Rio das Velhas (Dorr 1969, Schrank et al. 1990). O GNL é representado por rochas magmáticas básicas a ultrabásicas em sua porção inferior associadas a metassedimentos químicos e clásticos em sua porção superior (Zuchetti & Baltazar 1998). Três eventos magmáticos de natureza ácida encerram a deposição do Grupo Nova Lima há cerca de 2792 ± 11 Ma, 2773 ± 7 Ma e 2751 ± 9 Ma (Machado et al. 1992 e 1996, Noce 1995).

Ladeira (1980) propôs uma subdivisão informal ao Grupo Nova Lima. Segundo este autor, as rochas abarcadas pelo GNL poderiam ser agrupadas em Unidade Metavulcânica, Unidade Metassedimentar Química e Unidade Metassedimentar Clástica. Posteriormente, Zuchetti et al. (1996) sugeriram uma compartimentação do Grupo Nova Lima em 12 unidades litoestratigráficas, integradas por Zuchetti et al. (1998) em 6 associações de litofácies. Estas subdivisões são listadas na Tabela 2.1.

Nesta revisão adotou-se os termos utilizados por Ladeira (1980), correlacionando-os às demais nomenclaturas estratigráficas propostas por Zuchetti et al. (1996, 1998).

Unidade Metavulcânica

Segundo Ladeira (1980), a Unidade Metavulcânica do Grupo Nova Lima corresponde a derrames básicos-ultrabásicos associados a rochas ácidas em menor escala. Compreendem metakomatiitos e metabasaltos com texturas reliquiares (e.g blastospinifex, pillow-lavas reliquiares), frequentemente associados a serpentinitos, talco xistos, esteatitos, clorita xistos e anfibólio xistos.

Esta unidade é correlacionável à unidade Ouro Fino (Zuchetti et al. 1996) e à associação de fácies Vulcânica Máfica-Ultramáfica de Zuchetti et al. (1998).

Unidade Metassedimentar Química

Esta unidade é correlacionável às unidades Morro Vermelho, Santa Quitéria, Ribeirão Vermelho e Mestre Caetano de Zuchetti et al. (1996) e às associações de fácies vulcanossedimentar-química, sedimentar química-pelítica e vulcanoclástica de Zuchetti et al. (1998).

Unidade Metassedimentar Clástica

A Unidade Metassedimentar Clástica corresponde à sedimentação estritamente clástica, empobrecida em componentes vulcânicos e/ou químicos (Ladeira 1980). Constitui-se de quartzo-mica xistos, quartzo filitos e quartzitos associados a níveis conglomeráticos.

Esta unidade por sua vez é correlacionável às unidades Mindá, Córrego do Sítio, Catarina

Mendes, Fazenda Velha, Córrego da Paina, Pau d’Óleo e Andaimes de Zuchetti et al. (1996) e às associações de fácies ressedimentada e costeira de Zuchetti et al. (1998).

2.2.2.3- Grupo Maquiné

Segundo Dorr (1969), o Grupo Maquiné representa depósitos de bacia molássica do tipo flysch, assentados sobre o Grupo Nova Lima a partir de contatos gradacionais a tectônicos.

O Grupo Maquiné é representado na base pela Formação Palmital (O’Rourke 1957) e no topo

pela Formação Casa Forte (Gair 1962), ao passo que Zuchetti et al. (1996, 1998) propuseram a compartimentação deste grupo em unidades litoestratigráficas integradas a associações de litofácies (Tabela 2.1).

Formação Palmital

A Formação Palmital constitui-se de xistos intercalados a quartzitos micáceos, além de metargilitos, metarenitos e metagrauvacas subordinados. Corresponde à Unidade Rio das Pedras de Zuchetti et al. (1996) e à associação de fácies Ressedimentada (Zuchetti et al. 1998).

Formação Casa Forte

2.2.3- Supergrupo Minas

O Supergrupo Minas (SGM), denominado inicialmente por Derby (1906) como Série Minas, constitui a sucessão supracrustal proterozóica de maior expressão do Quadrilátero Ferrífero. O SGM é dividido estratigraficamente nos grupos Caraça, Itabira, Piracicaba e Sabará (Dorr 1969). A disposição espacial dos metassedimentos do SGM configura o formato quadrático característico do QF (Dorr 1969, Ladeira & Viveiros 1984).

De modo geral, o SGM representa um contexto de sedimentação plataformal no domínio do Quadrilátero Ferrífero, no período entre 2580 a 2050 Ma (Renger et al. 1994) ou 2600 a 2125 Ma (Machado et al. 1996). A transição para as unidades geológicas subjacentes (Terrenos Granito-Gnáissicos e Supergrupo Rio das Velhas se dá majoritariamente através de contatos tectônicos, porém transições a partir de discordâncias erosivas também são observadas (Dorr 1969).

2.2.3.1- Grupo Caraça

O Grupo Caraça constitui a sedimentação clástica inicial da Bacia Minas e se subdivide em Formação Moeda e Formação Batatal (Dorr 1969).

A Formação Moeda é composta por associações psamíticas, constituindo intercalações de quartzitos associados a níveis conglomeráticos e níveis pelíticos, ao passo que a Formação Batatal equivale em sua essência a metapelitos, estes por vezes com sulfetos associados (Dorr 1969, Renger et al. 1994).

2.2.3.2- Grupo Itabira

O Grupo Itabira indica transição da sedimentação clástica para química na bacia Minas. Sua divisão estratigráfica consiste na Formação Cauê na base e Gandarela no topo (Dorr 1969, Loczy & Ladeira 1976).

2.2.3.3- Grupo Piracicaba

Estratigraficamente acima do Grupo Itabira ocorre o Grupo Piracicaba, uma sucessão de origem detrítica e transgressiva disposta em quatro formações, a saber, Cercadinho, Fecho do Funil, Taboões e Barreiro (Dorr 1969).

Segundo Dorr (1969), a Formação Cercadinho é constituída de quartzitos hematíticos associados a níveis conglomeráticos e filíticos, enquanto a Formação Fecho do Funil é composta por dolomitos e filitos dolomíticos. De acordo com o autor supracitado, a Formação Taboões corresponde a quartzitos finos ao passo que a Formação Barreiro encerra filitos grafitosos, sericíticos gradando localmente a xistos.

2.2.3.4- Grupo Sabará

Descrito inicialmente como Formação Sabará (Gair 1958) e elevado a grupo por Renger et al. (1994), a partir das observações de Dorr (1969) e Ladeira (1980), o Grupo Sabará representa a sedimentação sin-orogênica durante o Evento Transamazônico, no Paleoproterozóico.

Em termos gerais, este grupo configura uma sequência metavulcanossedimentar, constituída por mica-xistos a clorita-xistos, associados a inúmeras variações de quartzitos, metaconglomerados, metagrauvacas e formações ferríferas subordinadas (Dorr 1969).

2.2.3.5- Grupo Itacolomi

O Grupo Itacolomi, antiga Série Itacolomi de Guimarães (1931), tem sua área de ocorrência restrita à porção sul do Quadrilátero Ferrífero e corresponde a quartzitos, quartzitos conglomeráticos e lentes de conglomerados com seixos de itabirito, filito, quartzito e quartzo de veio (Dorr 1969). Segundo Alkmim & Marshak (1998) o Grupo Itacolomi configuraria o registro da deposição sedimentar a partir do colapso orogênico ao término do Evento Transamazônico.

2.3- EVOLUÇÃO TECTÔNICA

Marshak (1998) e Endo & Machado (1998). A compilação das propostas de todos os autores supracitados permite individualizar ao menos três grandes eventos tectônicos para a região abarcada pelo QF, nomeados na presente dissertação D1, D2 e D3.

Evento D1

O Evento D1 corresponde à Orogênese Pré-Minas de Dorr (1969). Tal evento, atrelado exclusivamente ao Supergrupo Rio das Velhas e seu embasamento (Terreno Granito-Gnáissico) foi responsável pela geração das estruturas mais antigas do Quadrilátero Ferrífero (Dorr 1969, Zuchetti et al. 1996, 1998). Proeminente na porção oeste do QF, este evento se caracteriza por estruturas segundo a direção ENE-WNW, normalmente associadas a dobramentos isoclinais e falhas de empurrão entre as unidades litoestratigráficas do SGRV. De acordo com Dorr (1969) este evento foi o responsável pela discordância angular existente entre o Supergrupo Rio das Velhas e o Supergrupo Minas. Chemale Jr. et al. (1991) dataram este evento por volta de 2,7 Ga, durante o Arqueano.

Evento D2

O Evento D2 equivale às manifestações da Orogenia Transamazônica no QF, durante o Paleoproterozóico (Chemale Jr. et al. 1991, Alkmim et al. 1993, Alkmim & Marshak 1998, Endo & Machado 1998). Segundo Alkmim & Marshak (1998), este evento registra dois grandes conjuntos estruturais no Quadrilátero Ferrífero. O primeiro conjunto de estruturas consiste em megadobras e cinturões de cavalgamentos com vergência para NW conexas à sequência supracrustal do Supergrupo Minas. De acordo com Alkmim & Marshak (1998) este evento ocorreu há cerca de 2125 Ma, após o fechamento da bacia de margem passiva Minas. O segundo conjunto estrutural descrito por Alkmim & Marshak (1998) equivale à formação do padrão estrutural de domos e quilhas (Dome and Keel) oriundos do colocação de domos do embasamento em meio às rochas supracrustais do SGM. De acordo com estes autores, este conjunto estrutural estaria associado ao colapso orogênico pós Transamazônico, por volta de 2095 Ma.

Evento D3

CAPÍTULO 3

GEOLOGIA LOCAL E PETROGRAFIA

3.1- INTRODUÇÃO

O presente capítulo apresenta as características de campo e petrográficas das unidades litológicas abarcadas nesta dissertação. Buscou-se caracterizar a geologia do Corpo Córrego dos Boiadeiros (CCB), a partir do estudo de 41 pontos de superfície, bem como de 34 furos de sonda, auxiliados pela descrição de 39 seções delgadas dos litotipos que ocorrem na região. A figura 3.1 ilustra a disposição espacial dos pontos visitados em campo e dos testemunhos de sondagem, ao passo que suas respectivas coordenadas são apresentadas no anexo I. De modo análogo, a descrição das variedades litológicas em função da profundidade para os furos de sonda estudados e croquis dos furos de sondas representativos da área de estudo são apresentados no anexo II.

O Corpo Córrego dos Boiadeiros constitui uma associação de rochas metaultramáficas e metamáficas que se estende por cerca de 4 km segundo a direção norte-sul. Alarga-se por cerca de 2 a 3 km na direção leste-oeste em sua porção central, tornando-se mais estreito à medida que se avança em direção às suas extremidades norte e sul. Este corpo ocorre em contato com xistos pelíticos e máficos do Grupo Nova Lima a norte, leste e sudeste. Já a oeste, observa-se contato tectônico com quartzitos da Formação Moeda, por meio de uma falha de empurrão NW-SE, que posiciona os termos metaultramáficos e metamáficos em contato aos metassedimentos pertencentes à Formação Moeda (Fig. 2.3).

A distribuição em área, bem como os contatos geológicos entre as unidades litológicas do CCB são de difícil caracterização, o que se deve sobremaneira ao avançado estágio de alteração intempérica destas rochas. As rochas destas unidades comumente figuram sob a forma de afloramentos esparsos associados a níveis topograficamente rebaixados em regiões adjacentes a drenagens ou como blocos de pequeno porte. Em contrapartida, grandes exposições das rochas metaultramáficas e metamáficas do Corpo Córrego dos Boiadeiros correspondem às áreas de exploração das mineradoras Pedras Congonhas e Extramil, bem como quando dispostas em testemunhos de sondagem.

As rochas metaultramáficas e metamáficas do Corpo Córrego dos Boiadeiros encontram-se empurradas sobre os quartzitos da Formação Moeda (Grupo Caraça) a sudoeste. As estruturas estritamente rúpteis ocorrem indiscriminadamente por toda a área de estudo. Correspondem a uma rede de fraturas sem orientação preferencial segundo uma malha caótica e de difícil caracterização.

3.2- UNIDADES LITOLÓGICAS

Com base em critérios composicionais, compartimentou-se o Corpo Córrego dos Boiadeiros em duas associações litológicas principais, a saber, Rochas Metaultramáficas e Rochas Metamáficas. As Rochas Metaultramáficas correspondem a serpentinito, esteatito, clorita–tremolita xisto e tremolita-serpentina granofels, ao passo que Rochas Metamáficas são representadas por clinozoisita-actinolita granofels. Caracterizaram-se também as rochas encaixantes do Corpo Córrego dos Boiadeiros, compartimentando-as em duas subunidades, a saber, xistos pelíticos e máficos do Grupo Nova Lima e quartzitos da Formação Moeda (Grupo Caraça).

3.2.1- Rochas Metaultramáficas

As rochas metaultramáficas possuem amplo domínio de ocorrência no contexto do Corpo Córrego dos Boiadeiros. Abarcam toda porção central do mesmo, estendendo-se na direção norte-sul. São distinguidas dos termos metamáficos, sobretudo por apresentarem paragêneses minerais extremamente magnesianas, verificadas em todas as rochas pertencentes a esta unidade.

Os representantes desta unidade são serpentinito, esteatito, clorita–tremolita xisto e tremolita-serpentina granofels. A terminologia utilizada para estes litotipos segue as recomendações de Fettes & Desmons (2007). O termo serpentinito foi empregado referenciando-se a rochas com proporções modais superiores a 75% de minerais do grupo da serpentina. Esteatito foi utilizado para denominar rochas ricas em talco que, quando foliadas, também podem ser nomeadas como talco-xisto. Para as demais unidades litológicas, utilizou-se o critério de nomes fundamentais (i.e com base na estrutura da rocha) e abundância relativa de minerais, adotando-se a terminologia xisto para rochas foliadas (clorita-tremolita xisto) e granofels, quando isentas de foliação (tremolita-serpentina granofels).

Serpentinito

Serpentinito é o litotipo de ampla dominância na área de estudo (Fig. 3.1 e 3.2A). O serpentinito constitui rochas de coloração verde oliva que comumente exibem foliação proeminente, ou então conformam núcleos maciços (pods de foliação, descritos por Schrank et al. 1990 e Costa 1995) em meio às porções foliadas (Fig. 3.2B). Ocorre na quase totalidade dos furos de sonda estudados, à exceção do testemunho F32 e configura o litotipo mais frequente na superfície (aflorante) da maior parte dos testemunhos de sondagem (Fig. 3.2C). Boas exposições desta rocha são observadas também nas cavas das mineradoras Pedras Congonhas e Extramil.

São frequentemente recortados por veios de espessura milimétrica a decimétrica de antigorita, crisotila e carbonato, provavelmente magnesita. As acículas e lamelas de antigorita de alguns veios podem atingir tamanhos decimétricos (Fig. 3.2D). Nota-se que estas agulhas e lamelas se dispõem paralelamente às paredes encaixantes (i.e ao serpentinito propriamente dito) configurando a fibra do tipo slip fiber. As fibras dos veios de crisotila, por outro lado, normalmente se alojam perpendicularmente às paredes encaixantes, dispondo-se no tipo de fibra cross fiber.

Os serpentinitos possuem mineralogia simples, compostos essencialmente serpentina e minerais opacos subordinados (Fig. 3.3A, 3.3B e 3.3C). Análises de difratometria de raios X (Fig. 3.3D) ilustram a existência das variações dos minerais do grupo da serpentina (antigorita, lizardita e crisotila) na rocha.

Em lâmina delgada observa-se que a rocha possui textura inequigranular fina a média e lepidoblástica, esta configurada pela orientação preferencial de lamelas de serpentinas. O serpentinito também exibe textura decussada, o que reflete em uma estrutura maciça em mesoescala.

Serpentinas predominam na rocha, perfazendo entre 90 a 95% do volume. Possuem granulação fina a média, não excedendo cristais com 1,3 mm de comprimento. Comumente são incolores, raramente apresentam pleocroísmo em tons pálidos de verde. Ora ocorrem como palhetas preferencialmente orientadas, ora dispostas segundo a textura interpenetrativa (interpenetrating type, de Wicks & Whittaker 1977) ou como agregados levemente esferulíticos, caracterizando a textura entrelaçada (interlocking type, de Wicks & Whittaker 1977).

Figura 3.2- Aspectos de campo e mesoscópicos das rochas metaultramáficas do Corpo Córrego dos Boiadeiros. A: Serpentinito amplamente exposto nas bancadas da mineradora Pedras Congonhas. Flanco leste do Sinclinal Moeda com metassedimentos do Supergrupo Minas em segundo plano. B: Núcleo de serpentinito maciço (pods

de foliação – círculo branco) disposto em meio ao serpentinito foliado (linhas brancas). C: Contato abrupto entre o serpentinito, observado em tons verde oliva, e o tremolita-serpentina granofels, em tonalidades mais escuras, visto no testemunho de sondagem FS3. Venulações carbonáticas de cor branca são comumente observadas. D: Lamelas decimétricas de antigorita do tipo slip fiber, com fibras orientadas segundo a direção ilustrada pela

Esteatito

O esteatito configura uma rocha de tonalidade acinzentada, espacialmente associada ao serpentinito (Fig. 3.2E). Verifica-se a predominância dos esteatitos à medida que se avança para as porções marginais do Corpo Córrego dos Boiadeiros. Nestas regiões, observa-se que o esteatito ocorre entre as rochas serpentiníticas e as rochas metamáficas, porém largamente associado ao serpentinito. Boas exposições do esteatito são observadas nas adjacências da mineradora Pedras Congonhas, bem como em alguns níveis da cava de serpentinito da mesma (Fig. 3.2E). O esteatito também é observado nos furos de sonda F7, F10a e F12 (Fig. 3.2F). Embora ocorra foliado, também são observadas porções desta rocha sem qualquer orientação preferencial.

A mineralogia do esteatito é composta por talco, carbonato e quantidades menores de tremolita e serpentinas (Fig. 3.3E, 3.3F). Em termos microestruturais a rocha é inequigranular granolepidoblástica. As porções lepidoblásticas são constituídas por finos agregados orientados de talco, ao passo que as porções granoblásticas se traduzem nos agregados de carbonato.

Talco predomina na rocha, perfazendo de 75 a 95% do volume. É incolor e comumente ocorre como finos agregados orientados materializando a foliação encontrada em algumas amostras. Por vezes configuram palhetas encorpadas e decussadas principalmente quando observados nos litotipos ausentes de foliação.

Carbonato perfaz de 5 a 20% do volume da rocha. São observados como cristais granoblásticos incolores a amarronzados, subidioblásticos e que não se apresentam maclados. Configuram agregados granoblásticos inequigranulares que variam entre 0,3 a 0,7 mm de tamanho. De modo geral, configuram a porção com textura decussada encontrada nos esteatitos.

Tremolita perfaz até 5% da moda. Ocorre como cristais aciculares, incolores e decussados, invariavelmente associados ao talco. Diferencia-se do mesmo devido a suas cores de interferência no início da 2ª ordem, enquanto o talco atinge o final da 2ª ordem.

Clorita

–

tremolita xisto

Este litotipo não foi encontrado nos pontos de superfície deste trabalho. Sua ocorrência se restringe aos níveis inferiores do furo de sonda F3, em profundidades não superiores a 90 m. Trata-se de uma rocha de cor verde musgo, fortemente foliada.

Em termos composicionais, as rochas desta unidade possuem a maior variação mineralógica dentre as estudadas. Contêm tremolita, clorita de variedade magnesiana, talco, flogopita e serpentinas. Flogopita é observada em proporções relativamente altas (até 20%) em algumas seções delgadas (FS3-C26-98,7m e FS3-C26-95,5m), ao passo que é ausente em outras (FS3-C19-72,4m). Serpentina foi observada apenas em uma seção delgada (FS3-C23-85,6m), associada à Mg-clorita. Em termos de microestruturas, a rocha é nemato lepidoblástica, exibindo orientação preferencial dos cristais de anfibólio e de filossilicatos (Fig. 3.4A e 3.4B).

Tremolita perfaz de 40 a 50% do volume da rocha. É incolor e ocorre como finos cristais fibrosos preferencialmente orientados, materializando a foliação da rocha. A tremolita também ocorre como cristais subidioblásticos de maior tamanho, atingindo até 1,6 mm de comprimento. Estes cristais ocorrem predominantemente orientados segundo a foliação da rocha. Observa-se que alguns cristais mostram maclação polissintética (Fig. 3.4B). Esporadicamente exibem inclusões de minerais opacos.

Mg-clorita ocupa de 20 a 40% do volume da rocha. Ocorre invariavelmente como finas lamelas incolores, mostrando-se com cores de interferência acinzentadas de 1ª ordem e sinal de elongação negativa 1(-). Dispõe-se em agregados fibrosos associados aos demais minerais, materializando a foliação observada na rocha.

Talco perfaz de 10 a 20% do volume da rocha. É incolor e ocorre invariavelmente em granulação fina. Normalmente associa-se às acículas de tremolita.

Flogopita totaliza de 5 a 20% da moda. Ocorre como palhetas orientadas segundo a foliação da rocha. Exibe pleocroísmo em tons pálidos de amarelo.

Serpentina raramente é observada na rocha, perfazendo, no máximo, 5% em volume desse litotipo. Ocorre invariavelmente associada à Mg-clorita e diferencia-se desta devido ao sinal de elongação positivo 1(+).

Tremolita

–

serpentina granofels

Esta unidade representa rochas de tonalidades escuras que normalmente configuram corpos de pequena dimensão dispostos em meio às rochas metaultramáficas foliadas. Assemelham-se, neste ponto, às porções maciças (pods de foliação) dos serpetinitos. Também são observados nos furos de sonda F2a, F7, F9a, F11, F21 F22, F24 e F10a (Fig. 3.2C), constituindo o litotipo mais superficial (aflorante) da maior parte dos furos, a exceção do F2a e F9a (vide mapa da Fig. 3.1).

Em termos mineralógicos, contêm tremolita, serpentina e talco como minerais principais, associados à clorita e minerais opacos subordinados. Apatita é rara. No que tange aos componentes microestruturais, uma característica peculiar desta unidade se refere à ocorrência de pseudomorfos de serpentina, tremolita e talco, a partir de cristais granulares e prismáticos provavelmente relacionados à olivina e piroxênio (Fig. 3.4C, 3.4D, 3.4E e 3.4F). Além disso, observa-se também que tais pseudomorfos são invariavelmente circundados por clorita e serpentina. Com base nessas características, postula-se, portanto, que representem texturas blastocumuláticas reliquiares para as rochas desta unidade.

Segundo as características supracitadas esta unidade se assemelha com a unidade Metapiroxenito descrita por Costa (1995). Nesta descrição, porém, optou-se por enfatizar a nomenclatura fundamental da rocha (i.e com base na estrutura da rocha e abundância relativa de minerais) como sugerido por Fettes & Desmons (2007).

Serpentina perfaz 45 a 65% da moda da rocha. Ocorre tanto compondo pseudomorfos de olivina e piroxênio, quanto na matriz configurando o material intercumulus. Quando substituindo pseudomorfos de olivina e piroxênio, associa-se a tremolita e ao talco em diferentes proporções entre si. Por vezes, serpentina constitui o pseudomorfo em sua totalidade, atingindo até 5 mm de tamanho (Fig. 3.4F). Quando na matriz intercumulus, constitui lamelas incolores de granulação fina, não excedendo 0,2 mm de tamanho. Associa-se invariavelmente à Mg-clorita na matriz. Diferencia-se da mesma devido sua elongação 1(+).

Tremolita compõe 20 a 25% da rocha. É incolor e ocorre como cristais aciculares, ou então como prismas delgados. A tremolita ocorre substituindo pseudomorfos de olivina e piroxênio, associado à serpentina e ao talco, com proporções variadas entre si. Por vezes, são observados tais pseudomorfos inteiramente substituídos por cristais de tremolita, atingindo cerca de 4 mm de tamanho. Esporadicamente exibem inclusões de minerais opacos, provavelmente magnetita.

incolores disseminados em tais pseudomorfos, porém palhetas mais encorpadas também são encontradas. Os cristais de talco são mais comumente observáveis nos pseudomorfos granulares.

Mg-clorita perfaz em no máximo 10% do volume da rocha. Ocorre invariavelmente como finas lamelas incolores e com cores de interferência acinzentadas e sinal de elongação 1(-).

Minerais opacos ocorrem inclusos nos cristais de tremolita, talco e serpentina, que compõem os pseudomorfos de piroxênio e olivina. São de granulação fina, não excedendo 0,2 mm de tamanho e perfazem até 5% do volume da rocha.

Apatita é rara (<3%). Configura cristais incolores de tamanho diminuto e relevo relativamente alto quando comparada à serpentina. É identificada também por sua extinção paralela.

3.2.2- Rochas Metamáficas

As rochas metamáficas possuem ocorrência subordinada no contexto do Corpo Córrego dos Boiadeiros, quando comparada ao domínio metaultramáfico. Ocorrem na porção marginal do corpo, com maior predominância a sudoeste e sudeste do mesmo. São distinguidas dos termos metaultramáficos por portarem paragêneses minerais não tão ricas em magnésio, porém com maior domínio de constituintes mais ricos em ferro e cálcio.

O representante desta unidade é o clinozoisita-actinolita granofels. A terminologia utilizada para estas unidades segue as recomendações de Fettes & Desmons (2007). Para adequação da terminologia deste litotipo, optou-se por enfatizar a nomenclatura fundamental da rocha (i.e com base na estrutura da rocha e abundância relativa de minerais) em detrimento ao nome relativo ao protólito.

O anexo IV ilustra a quantificação modal dos constituintes minerais para as seções delgadas descritas desta unidade.

Clinozoisita-actinolita granofels

O clinozoisita-actinolita granofels possui textura granoblástica. Actinolita predomina na rocha, perfazendo de 35 a 55% do volume deste litotipo. Exibe pleocroísmo em matizes de verde a verde acastanhado. Comumente ocorre como cristais encorpados que variam entre 0,5 mm a 1,4 mm de tamanho. Cristais aciculares e fibrosos também são observados, estes em granulação reduzida, não excedendo 0,3 mm de tamanho. Os cristais aciculares e fibrosos ocorrem em íntima associação com lamelas de clorita (Fig. 3.5A e 3.5B).

Clinozoisita perfaz de 15 a 40% do volume deste litotipo e ocorre substituindo o plagioclásio em variadas proporções. Destaca-se por seu alto relevo e hábito prismático curtoe granular anédrico. É incolor e possui birrefringência de 1ª ordem, com características cores de interferência anômalas azul-de-Berlim. Exibe extinção oblíqua em relação ao traço da clivagem do mineral. Comumente configuram-se em agrupamentos monominerálicos (Fig. 3.5C), embora pequenos prismas também sejam observados dispersos em meio a outros minerais. Na lâmina FS3-C13-48m, observa-se o epidoto ss., este ocorre como cristais granulares xenoblásticos a subidioblásticos e exibe pleocroísmo entre tons amarelados e esverdeados. Observa-se associação ao carbonato e minerais opacos (Fig. 3.5D).

Fe-Mg Clorita ocupa de 10 a 20% do volume da rocha. Constitui cristais predominantemente lamelares de granulação fina. Algumas palhetas mais encorpadas também são observadas, estas atingindo até 0,4 mm de tamanho. Exibe pleocroísmo entre matizes pálidas esverdeadas, além de cores de interferência anômalas, características de 1ª ordem. Normalmente associa-se a fibras de tremolita e esporadicamente a prismas de clinozoisita.

Plagioclásio é observado em poucas lâminas. Quando ocorre, ocupa no máximo 10% da moda, a exceção da amostra P034, a qual possui 25% da moda ocupada por plagioclásio. Configura cristais incolores, xenoblásticos a subidioblásticos, com geminação polissintética discreta e parcialmente substituídos por pequenos cristais de clinozoisita (Fig. 3.5E, F).

Quartzo perfaz até 5% do volume da rocha. É xenoblástico e só foi encontrado em algumas seções desse litotipo.

Titanita é rara na rocha, em proporções menores do que 5% da moda. Normalmente configura envoltórios de tonalidades amarronzadas ao redor de minerais opacos. É comum observar tais envoltórios próximos aos agregados de clinozoisita.

Carbonatos ocorrem apenas na lâmina FS3-C13-48m, associando-se ao epidoto e opacos. Nesta lâmina perfazem 35% do volume, porém, em termos gerais, são escassos ou ausentes nesta unidade litológica.

Figura 3.5- Fotomicrografias de rochas metamáficas do Corpo Córrego dos Boiadeiros. A: e B: Acículas de actinolita associada à clorita e pequenos prismas de clinozoisita (MPC3-C8-3m). Luz polarizada cruzada. C: Actinolita associada a agregados granulares de clinozoisita (MPC10-C8-1,2m). Luz polarizada cruzada. D: Epidoto ss. associado a carbonato e opacos F3-C13-48m). Luz polarizada cruzada. E: Prismas delgados de