VERONICA GODINHO TREVISAN
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE MINERALIZAÇÕES FILONARES DE Au ± Cu E Au + METAIS BASE DO SETOR LESTE DA PROVÍNCIA AURÍFERA DE ALTA
FLORESTA (MT), CRÁTON AMAZÔNICO
CAMPINAS 201
NÚMERO: 516/2015 UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
VERONICA GODINHO TREVISAN
“ESTUDO COMPARATIVO ENTRE MINERALIZAÇÕES FILONARES DE Au ± Cu E Au + METAIS BASE DO SETOR LESTE DA PROVÍNCIA AURÍFERA DE ALTA
FLORESTA (MT), CRÁTON AMAZÔNICO”
ORIENTADOR: PROF. DR. ROBERTO PEREZ XAVIER
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO APRESENTADA AO INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS DA UNICAMP PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE MESTRA EM GEOCIÊNCIAS NA ÁREA DE GEOLOGIA E RECURSOS NATURAIS
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELA ALUNA VERONICA GODINHO TREVISAN E ORIENTADA PELO PROF. DR. ROBERTO PEREZ XAVIER
CAMPINAS 2015
Ficha catalográfica
Universidade Estadual de Campinas Biblioteca do Instituto de Geociências Márcia A. Schenfel Baena - CRB 8/3655
Trevisan, Veronica Godinho,
T729e TreEstudo comparativo entre mineralizações filonares de Au ± Cu e Au + metais base do setor leste da Província Aurífera de Alta Floresta (MT), Cráton Amazônico / Veronica Godinho Trevisan. – Campinas, SP : [s.n.], 2015.
TreOrientador: Roberto Perez Xavier.
TreDissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências.
Tre1. Ouro - Minas e mineração - Alta Floresta (MT). 2. Metalogenia. 3.
Mineralizações auríferas. 4. Granito. 5. Alteração hidrotermal. I. Xavier, Roberto Perez,1958-. II. Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Geociências. III. Título.
Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: A comparative study between Au ± Cu and Au + base metals vein-type mineralizations of the eastern sector of the Alta Floresta Gold Province (MT), Amazon Craton
Palavras-chave em inglês:
Gold mines and mining - Brazil - Mato Grosso (State) Metallogeny
Gold mineralization Granite
Hydrothermal alteration
Área de concentração: Geologia e Recursos Naturais Titulação: Mestra em Geociências
Banca examinadora:
Roberto Perez Xavier [Orientador] Carolina Penteado Natividade Moreto Caetano Juliani
Data de defesa: 17-04-2015
Programa de Pós-Graduação: Geociências
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Dedico este trabalho aos meus pais Olair e Lúcia, ao meu irmão Rodrigo, às minhas tias Regina e Beatriz e, em especial, a minha avó Maria José (in memoriam) pela compreensão, amor, apoio e união incondicionais
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus por me guiar até aqui, sempre abrindo portas e colocando pessoas boas em minha vida. Agradeço por ter me dado coragem, paciência e sabedoria nos momentos em que mais precisei.
Agradeço com grande carinho e amor a toda a família Godinho Trevisan, em especial aos meus pais Olair e Lúcia, ao meu irmão Rodrigo, a minha avó Maria José (in memoriam) e, às minhas tias Regina e Beatriz. Obrigado pela compreensão, apoio e amor incondicionais e, também por dividir comigo as conquistas, as dificuldades e os momentos mais felizes da minha vida. Obrigado por tudo !!!
Ao professor e orientador, Prof. Dr. Roberto Perez Xavier, pela oportunidade de trabalharmos juntos ao longo desses 5 anos, pela confiança, paciência, amizade, dedicação, apoio, aprendizado e conhecimento dividos e principalmente pelo incentivo para realização deste trabalho em especial. Sou muito grata por ter sido sua orientada e por você ter me apresentado a Geologia Econômica.
Ao meu grande amigo e sempre co-orientador, Rafael Rodrigues de Assis, por partilhar sua amizade e toda a sua paixão pela Geologia. Obrigado pelas inúmeras vezes que lhe pedi ajuda, pelas dúvidas esclarecidas e conhecimento dividido, pela paciência, apoio, dedicação, pelas mentiras bem contadas (MUITAS!!!) e pelos inúmeros momentos de diversão !
Ao CNPq pela concessão da bolsa de mestrado ao longo desses dois anos. Também ao INCT/GEOCIAM e ao Programa de Pós-graduação em Geociências do IGe/UNICAMP pelo apoio financeiro para a realização de parte das análises e participação em diversos eventos nacionais e internacionais.
Às empresas AngloGold Ashanti, PA Gold e Biogold pelo acesso aos depósitos estudados neste trabalho. Em particular, aos geólogos Frederico Lana, Diogenes Vial, Guilherme Passaneli e Zé Henrique pela disponibilidade em ajudar, pelas conversas e pelo grande apoio logístico nas atividades de campo para que esse trabalho se tornasse viável.
Ao geólogo e amigo Antônio João Paes de Barros e aos demais funcionários da METAMAT em Peixoto de Azevedo pelo constante suporte, pelas experiências divididas e pelo acolhimento. Em especial, agradeço ao Elimar e Emílio Miguel Jr pelo apoio essencial no transporte durante as etapas de campo e pelas conversas.
A todos os professores do IGe/UNICAMP pelos anos de aprendizado, convívio e amizade, em especial aos profs. Roberto Xavier, Ticiano Santos, Lena Monteiro, Elson Paiva, Carolina Moreto, Wagner Amaral, Wanilson Silva e Alvaro Crósta.
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Aos professores Caetano Juliani e Carolina Moreto por participarem do exame de defesa da dissertação e pelas críticas e sugestões para melhorar o trabalho. Também, aos professores Bernardino Figueiredo e Wagner Amaral pela participação no exame de qualificação, pelas revisões e comentários pertinentes.
À Val e Gorete pela atenção, carinho, eficiência e pela prestatividade com todos sempre ajudando da melhor forma possível. Aos demais funcionários da pós pelo constante auxílio: Valdir, Rafael e Bia.
Aos professores e alunos do Grupo de Pesquisa em Evolução Crustal e Metalogênese do IGe/UNICAMP pelos ensinamentos, pelo convívio e pelos esforços individuas e em grupo.
À Dra. Érica Tonetto pelo auxílio nas análises no MEV, pela amizade e pelas inúmeras conversas sobre a vida. Também ao Dr. Dailto Silva pelo suporte no Laboratório de Microtermometria.
A todos os funcionários do IG que contribuíram direta ou indiretamente para minha formação. Em especial, ao senhor Guerreiro, às secretárias da Graduação (Jô, Zézé, Adriana e Joselita) pela grande ajuda em diversos momentos na graduação e mestrado, Cristina, D. Irani, Helena, Marciano, Cristiano, D. Madá e o todo o pessoal da faxina.
Ao Dr.Kei Sato pelo auxílio nas análises U-Pb SHRIMP IIe em zircão no Laboratório de Geocronologia de Alta Resolução do IGc/USP e também ao amigo Marco Delinardo pela grande ajuda na sessão de datação. Também a profa. Maria José Mesquita do IGe/Unicamp e, a Profa. Marcia Elisa Boscato Gomes e a técnica Susan do Laboratório de Microssonda Eletrônica da UFRGS pela atenção, cuidado e grande ajuda em parte das análises de química mineral.
As minhas melhores companhias de todos os dias, pela amizade, pelas risadas, pelas festas/bares e por terem sido minha família em Campinas. Obrigado por todos esses anos de convivência! Nunca vou me esquecer de vocês Roberta, Mika, Júlia, Mindinho, Pira, Júlio, Pé, Bianca, Taís, Vazquez e Renato!
Aos amigos veteranos, da pós-graduação e da sala 11: Rafa Assis, Giseli, Cebola, Marco, Carol, Danilo, Aline, Dani, Carolzinha, Dan, Paulo, Tiu, Maurício, Zé, Andersson, Juanita, Camila, Érika, Ethiane, Marquinhos, Tiara e Mani.
Às minhas amigas de infância e pra todo momento, que apesar da distância estão sempre no coração: Ana Claúdia, Ana Helena, Bruna, Marília, Lívia, Isabella, Isadora, Renata, Lara, Raíssa´s (Melo e Monteiro), Laís, Aline, Bianca, Isabela, Laura e Thaís. Obrigado pelo apoio sempre e pela amizade sincera!
Agradeço também as pessoas que provavelmente devo estar esquecendo.
“Se te contentas com os frutos ainda verdes, toma-os, leva-os, quantos quiseres. Se o que desejas, no entanto, são os mais saborosos, maduros, bonitos e suculentos, deverás ter paciência. Senta-te sem ansiedades. Acalma-te, ama, perdoa, renuncia, medita e guarda silêncio.
Aguarda. Os frutos vão amadurecer.”
SÚMULA CURRICULAR
Veronica Godinho Trevisan
Geóloga (2012) e Mestra (2015) pela Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP. Possui experiência na área de Geociências, com ênfase em geologia econômica, petrografia, inclusões fluidas, química mineral e geocronologia U-Pb em zircão. Atua principalmente na caracterização e evolução de fluidos na formação de zonas de alteração hidrotermal, no que diz respeito a depósitos de Au-metais base associados a rochas intrusivas félsicas.
Realizou iniciação científica (2011-2012), trabalho de conclusão de curso (2012) e mestrado (2013-2015) em diversos depósitos auríferos do setor leste da Província Aurífera de Alta Floresta (PAAF), Mato Grosso, Brasil. A pesquisa de iniciação científica teve como ênfase estudos de inclusões fluidas (petrografia, microtermometria e micro-espectroscopia Raman) no depósito de Au-Cu X1, o que lhe rendeu publicações em congressos nacionais e internacionais. No trabalho de conclusão de curso desenvolveu estudos petrográficos (petrografia convencional e microscopia eletrônica de varredura) nos prospectos de Au-Cu Dionissio e Basílio. Neste período, publicou três resumos em congressos e simpósios nacionais e internacionais. No mestrado desenvolveu estudos petrográficos, de química mineral, inclusões fluidas e isotópicos (metodologia U-Pb SHRIMP IIe em zircão) em dois depósitos de Au ± Cu (depósitos Paraíba e Pezão) e um depósito de Au + metais base (depósito Luiz), todos de estilo filonar. Neste período, participou por dois semestres consecutivos do Programa de Estágio Docente (PED) como monitora em disciplinas do curso de graduação em Geologia do IGe – UNICAMP e publicou como co-autora um capítulo de livro, além de diversos resumos em congressos nacionais e internacionais. Também nos anos 2013-2014, participou de cursos de aperfeiçoamento e trabalhos de campo relacionados a geologia econômica no Brasil e no exterior.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE MINERALIZAÇÕES FILONARES DE Au ± Cu E Au + METAIS BASE DO SETOR LESTE DA PROVÍNCIA AURÍFERA DE ALTA FLORESTA (MT),
CRÁTON AMAZÔNICO
RESUMO
Dissertação de Mestrado Veronica Godinho Trevisan
O setor leste da Província Aurífera de Alta Floresta, Cráton Amazônico, Brasil, hospeda um grande número de depósitos de ouro na forma de veios, sistemas de veios em stockwork e disseminados associados à sequências plutôno-vulcânicas paleoproterozóicas, incluindo os depósitos filonares de Au + metais base Luiz e Au ± Cu Paraíba e Pezão. Descrição de testemunhos de sondagem, petrografia e geocronologia U-Pb SHRIMP IIe em zircão permitiram a caracterização dos diferentes atributos geológicos desses depósitos. A rocha hospedeira do depósito Paraíba é representada por biotita tonalito, enquanto que nos depósitos Luiz e Pezão corresponde a um biotita granodiorito intrudido por feldspato-pórfiro e sienogranito cortado por quartzo-pórfiro, respectivamente. As zonas de metassomatismo incluem as alterações clorítica, potássica com biotita e sericítica e, em direção aos setores distais, alterações potássica com K-feldspato e propilítica, preenchimento por carbonato, silicificação + preenchimento por quartzo e, vênulas pós-mineralização compostas por quartzo, carbonato, epidoto, sericita e/ou clorita. O veio de quartzo aurífero dos três depósitos apresenta textura maciça, enquanto que nos depósitos Luiz e Pezão é comum a ocorrência de texturas de preenchimento de espaços vazios em veios de quartzo e/ou quartzo + carbonato não mineralizados. As zonas mineralizadas do depósito Paraíba e Pezão são representadas por pirita + calcopirita, enquanto que no depósito Luiz a paragênese do minério é caracterizada por pirita + esfalerita + galena ± calcopirita. O regime de fluidos nas zonas de minério do depósito Paraíba é representado essencialmente por fluidos aquo-carbônicos, enquanto que nos depósitos Luiz e Pezão por fluidos aquosos bifásicos de baixa salinidade. Análises U-Pb SHRIMP IIe em zircão das rochas hospedeiras e feldspato-pórfiro Luiz forneceram idades de cristalização entre 2,01 e 1,97 Ga. A evolução do sistema hidrotermal dos depósitos indica redução da temperatura e incremento da ƒO2 e pH dos fluidos mineralizantes. A precipitação do minério
no depósito Paraíba deve estar relacionada com o processo de imiscibilidade e interações fluido-rocha, enquanto que nos depósitos Luiz e Pezão pode ser atribuída a expansão adiabática seguida por boiling. A integração dos dados sugere que o depósito Paraíba se formou em um nível crustal mais profundo, enquanto que os depósitos Luiz e Pezão em níveis crustais mais rasos. A estreita relação espacial com plútons graníticos sugere que os depósitos Paraíba, Luiz e Pezão possam representar sistemas magmático-hidrotermais que se desenvolveram a partir da cristalização de corpos sub-vulcânicos (e.g. pórfiros), considerados com a possível fonte de fluidos, calor e metais para estes sistemas. Neste contexto, o depósito Paraíba pode ser considerado como um sistema filonar rico em ouro-quartzo hospedado por intrusões, enquanto que os depósitos Luiz e Pezão podem representar sistemas mineralizados similares a depósitos epitermais polimetálicos de sulfuração intermediária e rico em ouro-cobre de baixa sulfuração, respectivamente. Embora a idade da mineralização seja ainda desconhecida nos três depósitos, as relações geológicas entre as hospedeiras, os corpos sub-vulcânicos e zonas de minério, combinadas com os dados geocronológicos obtidos neste estudo e disponíveis na literatura, abrem a possibilidade de que a metalogênese do ouro no setor leste da província não esteja restrita a um único evento intrusivo (1.787 ± 3.2 a 1.786 ± 1 Ma), mas apontam para a possível existência de pelo menos dois eventos mineralizantes (~1.78 e ~1.97 Ga). Os dados geocronológicos U-Pb SHRIMP em zircão obtidos neste estudo sugerem a correlação das rochas graníticas hospedeiras com o primeiro evento magmático (1.98 a 1.97 Ga) do setor leste da província, ou mesmo a expansão desse intervalo de idades.
Palavras chaves: Província Aurífera de Alta Floresta, sistemas de veios hospedados por intrusões,
UNIVERSITY OF CAMPINAS INSTITUTE OF GEOSCIENCES
A COMPARATIVE STUDY BETWEEN Au ± Cu AND Au + BASE METALS VEIN-TYPE MINERALIZATIONS OF THE EASTERN SECTOR OF THE ALTA FLORESTA GOLD
PROVINCE (MT), AMAZON CRATON
ABSTRACT Master’s Thesis Veronica Godinho Trevisan
The easternmost sector of the Alta Floresta Gold Province, Amazon Craton, Brazil, hosts a significant number of disseminated, stockwork and vein-type gold deposits associated with paleoproterozoic plutonic-volcanic sequences, including the Luiz Au + base metals and the Paraíba and Pezão Au ± Cu vein-type deposits. Description of drill cores, petrography and U-Pb sensitive high-resolution ion microprobe (SHRIMP) IIe zircon geochronology allowed the characterization of the different geological attributes of these three deposits. At the Paraíba deposit the host lithotype is represented by biotite tonalite, whereas at the Luiz and Pezão deposits the host rocks encompass a biotite granodiorite intruded by a feldspar-porphyry and a syenogranite truncated by a quartz-porphyry, respectively. Metasomatic zones include chloritic, sericitic and potassic (biotite) alteration, and, outwards from the ore zones, carbonate infill, silicification plus quartz infill, potassic (K-feldspar) and propylitic alteration, besides post-mineralization quartz, carbonate, epidote, sericite and/or chlorite veinlets. The auriferous quartz veins in all deposits display massive texture, whereas barren quartz and/or quartz + carbonate veins at the Luiz and Pezão deposits commonly display open-space filling textures. Ore zones at Paraíba and Pezão deposits are represented by pyrite + chalcopyrite, whereas at Luiz deposit is characterized by pyrite + sphalerite + galena ± chalcopyrite. Fluid regime at the Paraíba ore zones encompasses aqueous-carbonic fluids, whereas at the Luiz and Pezão deposits are essentially characterized by low salinity two-phase aqueous fluids. U-Pb SHRIMP IIe zircon analysis of host rocks and Luiz feldspar-porphyry provided crystallization ages between 2,01 and 1,97 Ga. The evolution of the hydrothermal systems of these three deposits indicates a decrease in temperature and an increase in ƒO2 and pH of the fluid. Ore precipitation at the
Paraíba deposit would be related to a combination of immiscibility process and fluid-rock interactions, while at the Luiz and Pezão deposits can be attributed to adiabatic expansion followed by boiling process. Data integration suggest that the Paraiba deposit may have originated at deeper crustal levels, whereas the Luiz and Pezão deposits would be positioned at shallower crustal levels. The close spatial relationship with granitic plutons suggests that the Paraíba, Pezão and Luiz deposits may be genetically linked to magmatic-hydrothermal systems, which developed as a result of the crystallization of sub-volcanic rocks (e.g. porphyries), considered as the possible source of fluids, heat and metals for these systems. In this context, the Paraíba deposit can be classified as an intrusion-hosted gold-quartz vein system, whereas the Luiz and Pezão deposits may represent mineralized systems similar to intermediate sulfidation polymettalic and low sulfidation gold-copper-bearing epithermal deposits, respectively. Although the mineralization ages are still unknown for these three deposits, the geological relationships between host and sub-volcanic rocks and ore zones, combined with geochronological data from this study and from literature, open the possibility that gold metallogeny within the province is not restricted to a single paleoproterozoic intrusive event (1.787 ± 3.2 to ± 1.786 1 Ma), but point to the possible existence of at least two mineralizing events (~ 1.78 and ~ 1.97 Ga). The U-Pb zircon geochronological data from this study suggest the correlation of the granitic rocks to the first magmatic event (1.98 to 1.97 Ga) in the easternmost portion of the province, or even an expansion of this age interval.
Keywords: Alta Floresta Gold Province, intrusion-hosted vein systems, gold mineralization, fluid regime,
SUMÁRIO AGRADECIMENTOS...ix SÚMULA CURRICULAR...xiii RESUMO...xv ABSTRACT...xvii SUMÁRIO...xix ÍNDICE DE FIGURAS...xxiii ÍNDICE DE TABELAS...xxvii 1. INTRODUÇÃO...1 2. OBJETIVOS...7 3. MATERIAIS E MÉTODOS...9
4. CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL...17
4.1. GEOLOGIA DO SETOR LESTE DA PAAF...17
4.1.1 EMBASAMENTO...17
4.1.2.UNIDADES PLUTONO-VULCÂNICAS E SEQUÊNCIAS VULCANO-SEDIMENTARES...23
4.1.3. UNIDADES PLUTONO-VULCÂNICAS ANOROGÊNICAS...28
4.1.4. SEQUÊNCIAS SEDIMENTARES...28
4.2. EVOLUÇÃO TECTONO-MAGMÁTICA DA PAAF...28
5. DEPÓSITOS AURÍFEROS DO SETOR LESTE DA PAAF...35
5.1 DEPÓSITO PARAÍBA...35
5.2 MODELOS GENÉTICOS PROPOSTOS PARA AS MINERALIZAÇÕES DE Au ± Cu E Au + METAIS BASE DO SETOR LESTE DA PAAF...40
xx
6. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS...45
7. SÍNTESE DAS CONCLUSÕES DO ARTIGO...49
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...51
ANEXOS...61
ANEXO 1: Artigo “Paleoproterozoic intrusion-hosted Au ± Cu and Au + base metals vein-systems in the Alta Floresta Gold Province, Amazon Craton (Brazil): a comparative study” ...63
ABSTRACT...65
1. INTRODUCTION...67
2. GEOLOGICAL SETTING...69
2.1 GEOLOGICAL SETTING OF THE EASTERNMOST SECTOR OF THE AFGP………....69
2.2 TECTONO-MAGMATIC EVOLUTION OF THE AFGP………….…………..…..75
2.3 GOLD DEPOSITS OF THE EASTERNMOST SEGMENT OF THE AFGP……....77
2.4 TIMING OF GOLD METALLOGENY IN THE AFGP...77
3. ANALYTICAL PROCEDURES...80
4. MAIN CHARACTERISTICS OF THE INVESTIGATED GOLD DEPOSITS...83
4.1 LITHOTYPES...83
4.2 HYDROTHERMAL ALTERATION...86
4.2.1 POTASSIC ALTERATION WITH K-FELDSPAR………...……….…87
4.2.2 PROPYLITIC ALTERATION………..………..…….87
4.2.3 SILICIFICATION AND QUARTZ INFILL...87
4.2.4 CARBONATE INFILL...88
4.2.6 POTASSIC ALTERATION WITH BIOTITE...90
4.2.7 CHLORITIC ALTERATION...91
4.2.8 LATE VEIN-TYPE ALTERATION...91
4.3 QUARTZ VEIN TEXTURES...91
4.4 ORE STAGE...96
5. MINERAL CHEMISTRY...101
5.1 CHLORITE...101
5.2 MUSCOVITE...103
6. FLUID INCLUSION STUDIES: A PETROGRAPHIC APPROACH...105
7. GEOCHRONOLOGY: U-Pb RESULTS...109
7.1 PARAÍBA BIOTITE TONALITE...109
7.2 LUIZ BIOTITE GRANODIORITE...109
7.3 LUIZ FELDSPAR-PORPHYRY...110
7.4 PEZÃO SYENOGRANITE...111
8. DISCUSSION...113
8.1 NATURE AND EVOLUTION OF THE HYDROTHERMAL SYSTEMS……...113
8.1.1 EVOLUTION OF THE ORE-FORMING FLUIDS...113
8.1.2 ORE PRECIPITATION MECHANISMS: THE ROLE OF FLUID PHASE SEPARATION………...……….………...117
8.2 ENVIRONMENT OF MINERALIZATION: TEMPERATURE, PRESSURE AND PALEO-DEPTH ESTIMATES………..………119
8.3 METALLOGENETIC MODEL………...…...….122
8.4 CAUSATIVES OF THE GOLD MINERALIZATION: THE ROLE OF SUBVOLCANIC ROCKS...125
8.5 TEMPORAL LINK WITH MAGMATIC EVENTS IN THE EASTERN SECTOR OF THE AFGP………...……...126
xxii
AKNOWLEDGEMENTS...131 REFERENCES...131 APPENDIX...139
ANEXO 2: Croquis dos testemunhos de sondagem...149 ANEXO 2.1 - DEPÓSITO PARAÍBA: CROQUI FURO PAX-PAB-DH020, PROFUNDIDADE 203,36 m...151 ANEXO 2.2 - DEPÓSITO LUIZ: CROQUI FURO LZG-005, PROFUNDIDADE 138,15 m...153 ANEXO 2.3 - DEPÓSITO PEZÃO: CROQUI FURO AD-FD-01, PROFUNDIDADE 184,35 m...155
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Mapa simplificado de localização da Província Aurífera de Alta Floresta (PAAF) e seus Domínios Geológicos (Assis, 2011 – Modificado de Paes de Barros, 2007)...1 Figura 2. (A) Localização do Cráton Amazônico na Plataforma Sul-americana e da Província Aurífera de Alta Floresta (PAAF) em relação às províncias geocronológicas do Cráton Amazônico de acordo com os modelos de (B) Santos et al. (2006) e (C) Tassinari & Macambira (1999) (Assis, 2015)...3 Figura 3. Mapa geológico do setor leste da PAAF com destaque na localização dos principais depósitos de ouro primário (Assis 2015, modificado de Miguel-Jr, 2011)...19 Figura 4. Eventos intrusivos paleoproterozóicos do setor leste da Província Aurífera de Alta Floresta (Assis, 2015)... ...29 Figura 5. Quadro metalogenético simplificado e integrado para os depósitos do setor leste da PAAF. Esses depósitos incluem os do Pé Quente, Luizão, Edu, Aragão, X1, Serrinha e Pombo, representantes dos depósitos de Au do tipo pórfiro e, portanto, de nível crustal profundo e variável, quando comparados aos depósitos auriferous do Bigode e Francisco, associados a sistemas epitermais de intermediária sulfuração. Os dados barométricos foram estimados a partir de assembléias de inclusões fluidas (Assis et al., 2014). Referências: (1) Assis, 2011; (2) Assis, 2008; (3) Paes de Barros, 2007; (4) Assis, 2006; (5) Abreu, 2004; (6) Bizotto, 2004; (7) Vitório, 2010; (8) Biondi, 2005; (9) Moura, 1998 e Moura et al., 2006; (10) Rodrigues, 2012; (11) Trevisan, 2012a...42 Figura 6. Correlação entre idades de cristalização U-Pb em zircão e Re-Os em sulfetos para os principais depósitos e hospedeiras graníticas da PAAF. Nesta figura também é possível notar a relação entre os dados geocronológicos com os eventos magmáticos e de geração de intrusivas (Assis, 2015)...44
ANEXO 1: Artigo “Paleoproterozoic intrusion-hosted Au ± Cu and Au + base metals vein-systems in the Alta
Floresta Gold Province, Amazon Craton (Brazil): a comparative study”.
Figure 1. (A-B) Location of the geochronological and tectonic provinces of the Amazon Craton according to Santos
et al. (2006) and Tassinari & Macambira (1999) models, respectively (Assis, 2015); (C) Simplified geological map
of the AFGP showing the distribution of gold deposits within the province (Paes de Barros, 2007)………...…68 Figure 2. Geological map of the easternmost segment of the AFGP (Assis, 2015; Modified from Miguel-Jr, 2011) ……….…………..………...71 Figure 3. QAP Streckeisen (1976) classification diagram to the Paraíba, Luiz and Pezão granitic host rocks. Legend: Q: quartz; A: K-feldspar + plagioclase with Na < 5%; P: plagioclase with Na > 5%...83 Figure 4. Field aspects of the lithotypes from the Paraíba, Luiz and Pezão deposits. Paraíba deposit: (A) Biotite gneiss of alkali-feldspar granitic composition; (B) Biotite tonalite; (C) Anisotropic aspect of biotite tonalite; (D) Mafic dike with sericitic-chloritic alteration and very fine-grained pyrite and chalcopyrite. Luiz deposit: (E) Biotite granodiorite with strong pervasive potassic alteration; (F) Feldspar-porphyry with plagioclase megacrysts; (G) Late mafic dike. Pezão deposit: (H) Reddish, equigranular, isotropic and magnetic syenogranite; (I) Greenish biotite
xxiv
Quartz-porphyry strongly altered to sericite and chlorite; (L) Mafic dike hydrothermalized to sericite and chlorite………...………...……...……85 Figure 5. Field aspects and photomicrographs of the major types and styles of hydrothermal alteration recognized at Paraíba, Luiz and Pezão deposits. (A) Well-developed potassic alteration with K-feldspar; (B-C) Plagioclase and microcline replaced by hydrothermal K-feldspar, respectively; (D) Green pistachio rock with propylitic alteration; (E) Epidote + chlorite + carbonate ± quartz ± magnetite ± titanite representing propylitic alteration assemblage; (F)Pervasive and intense silicification; (G)Intracrystalline silicification in granitic rock previously altered to sericite; (H) Carbonate with quartz in matrix within a hydrothermal breccia representing carbonate infill; (I) Carbonate infill represented by a manganocalcite (reddish mineral) + quartz vein; (J) Intense carbonate metasomatism. Note arched polysynthetic twinning in calcite crystal; (K) Sericitic hydrothermal halo in granitic rock; (L) Sericite + quartz replacing igneous plagioclase; (M-N) Potassic alteration with biotite. Note the orientation of biotite crystals in a preferred direction; (O) Zone of well-developed chloritic alteration; (P) Chloritic alteration assemblage with chlorite + quartz + carbonate ± magnetite. Note that chlorite overprints sericite; (Q) Late calcite and quartz + calcite vein-type alteration; (R) Milimeter-thick quartz and epidote post-mineralization veinlets crosscuting strongly altered granitic rock. Legend = pl: plagioclase, or: orthoclase, mc: microcline, qtz: quartz, ep: epidote, mag: magnetite, ttn: titanite, chl: chlorite, cal: calcite, ser: sericite………...…….89 Figure 6. Field aspects and photomicrographs of quartz vein textures from Paraíba, Luiz and Pezão deposits. (A) Massive quartz vein*; (B) Banded gold-sulfide-quartz vein* (Silva & Abram, 2008). (C - D) Massive texture in quartz vein from Luiz and Pezão deposits, respectively; (E) Comb and crustiform textures in quartz vein**; (F) Comb texture displayed by quartz vein in a strongly potassic-altered zone***; (G) Crustiform texture given by alternation betwenn narrow quartz and carbonate bands***; (H) Zonal texture in quartz crystal***; (I) Crustiform and zonal textures in quartz vein**; (J) Zonal texture defined by internal zoning with fluid inclusions in the crystal growth lines within euhedric or prismatic quartz crystals***; Legend: Qtz = quartz, *Paraíba deposit, **Luiz deposit, ***Pezão deposit………...……….……93 Figure 7. Field aspects and photomicrographs of quartz vein textures from Luiz and Pezão deposits. (A) Flamboyant texture recognized on the margins of quartz crystals**; (B) Colloform texture displayed by quartz + carbonate vein in a potassic alteration zone. Note rhythmic bands of quartz and manganocalcite with reniform and mammillary forms***; (C) Cockade texture. Note the concentric bands of quartz surrounding isolated fragments of the host rock within a hydrothermal breccia***; (D) Hydrothermal breccia represented by strongly altered fragments of the syenogranite and carbonate+quartz-rich matrix***; (E) Vuggs partially filled by silica in a quartz vein***; (F – G) Bladed calcite in a parallel and pseudoacicular array, respectively***; (H – I) Blades of quartz in a network of intersecting quartz crystals and in a parallel array, respectively***. Legend: Qtz = quartz, **Luiz deposit, ***Pezão deposit……….………...95 Figure 8. Characteristic features of ore zones from the Paraíba deposit: (A-B) Massive concentration of pyrite + chalcopyrite + magnetite; (C) Covellite + hematite replacing chalcopyrite; (D) Bi-Te rich phases included in chalcopyrite; (E) Oxyallanite on the margin of a pyrite crystal; (F – G) Hessite and stutzite as inclusions in chalcopyrite, respectively; (H-I) Inclusions of gold in pyrite and chalcopyrite, respectively. Legend = cv: covellite; cpy: chalcopyrite; hem: hematite; Bi: bismuth; Te: tellurium; py: pyrite; hs: hessite; Au: gold; mgt: magnetite……97 Figure 9. Characteristic features of ore zones from the Luiz deposit: (A) Mineralized quartz vein with pyrite, sphalerite, galena and subordinate chalcopyrite; (B) Ore assemblage represented by pyrite + sphalerite + galena; (C) Bornite replacing chalcopyrite included in pyrite; (D - E) Gold included in pyrite and chalcopyrite, respectively; (F) Free gold associated with gangue minerals; (G – H) Gold associated with galena and/or chalcopyrite filling fractures within pyrite; (I) Gold filling fractures within pyrite. Legend: sph: sphalerite; gn: galena; bn: bornite; cpy: chalcopyrite; py: pyrite; Au: gold………...………...……98
Figure 10. Characteristic features of ore zones from the Pezão deposit: (A) Quartz vein with pyrite and subordinate chalcopyrite; (B) Very fine and disseminated pyrite in quartz vein with open-space filling texture; (C – D) Bi-Te rich phases and Pb-Bi sulfide as inclusions in pyrite, respectively; (E – F) Gold included in pyrite and as free gold, respectively. Legend = py: pyrite; cpy: chalcopyrite; Pb: lead; Bi: bismuth; Te: tellurium; Au: gold………..99 Figure 11. Classification diagram (Foster, 1962) for chlorite samples from the Paraíba, Luiz and Pezão deposits ………...………...………....101 Figure 12. Al(IV) vs. Fe/(Fe+Mg) binary plot for chlorite samples from Paraíba, Luiz and Pezão chlorite samples………...………...102 Figure 13. Histogram showing chlorite geothermometric data for the Paraíba, Luiz and Pezão deposits……….…103 Figure 14. Classification diagram (Deer et al.,1992) for muscovite samples from the Paraíba, Luiz and Pezão deposits………...………...………...……..……104 Figure 15. Types of fluid inclusions from the Paraíba, Luiz and Pezão deposits. (A) Aqueous-carbonic inclusion; (B – C) Three- and four-phase daughter mineral-bearing fluid inclusions, respectively; (D - E) Two-phase aqueous inclusions with variable degree of filling; (F - G) Colorless and dark monophase inclusions, respectively. Legend = S: solid phase……….……...…...………106 Figure 16. CL images of zircon from the granitic rocks analyzed by SHRIMP IIe. 207Pb/206Pb ages are indicated in the image. (A-D) Paraíba biotite tonalite, PBH. (E-H) Luiz biotite granodiorite, LZH. (I-L) Luiz feldspar-porphyry, LZPF. (M-P) Pezão syenogranite, PEH...110 Figure 17. 206Pb/238U vs. 207Pb/235U diagrams of zircon from the granitic rocks analyzed by SHRIMP IIe. (A) Paraíba biotite tonalite, PBH. (B) Luiz biotite granodiorite, LZH. (C) Luiz feldspar-porphyry, LZPF. (D) Pezão syenogranite, PEH...111 Figure 18. Paragenetic sequence with the evolution of the Paraíba hydrothermal system…………...…...……..….114 Figure 19. Paragenetic sequence with the evolution of the Luiz hydrothermal system…………...……...……....…115 Figure 20. Paragenetic sequence with the evolution of the Pezão hydrothermal system……..……..………...116 Figure 21. Simplified and comparative schematic diagram showing the depth of formation of the vein-type Paraíba, Luiz and Pezão gold deposits, based on fluid regime, hydrothermal alteration assemblages and quartz and/or quartz+carbonate vein textures……….………..……….121 Figure 22. Evolution of the Paraíba deposit……….……...………129 Figure 23. Evolution of the Luiz and Pezão deposits……….………...………..…………130
xxvi ANEXO 2: Croquis dos testemunhos de sondagem
ANEXO 2.1 - Depósito Paraíba: croqui furo PAX-PAB-DH020, profundidade 203,36 m...151 ANEXO 2.2 - Depósito Luiz: croqui furo LZG-005, profundidade 138,15 m...153 ANEXO 2.3 - Depósito Pezão: croqui furo AD-FD-01, profundidade 184,35 m...155
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1. Relação dos testemunhos de sondagem descritos na etapa de trabalho de campo...10 Tabela 2. Condições de operação e padrões usados nas análises químicas de clorita e msucovita...12 Tabela 3. Principais unidades geológicas, geocronologia e ambiente tectônico do setor leste da PAAF (Modificado de Assis, 2015)...21 Tabela 4. Principais depósitos da Província Aurífera de Alta Floresta (Modificado de Assi et al., 2014)...36 Tabela 5. Resumo dos resultados obtidos nesta dissertação de mestrado...46
ANEXO 1: Artigo “Paleoproterozoic intrusion-hosted Au ± Cu and Au + base metals vein-systems in the Alta
Floresta Gold Province, Amazon Craton (Brazil): a comparative study”.
Table 1. Main geological units, geochronology and tectonic settings of the eastern sector of the AFGP (Modified from Assis, 2015)………..………...…....……..73 Table 2. Main deposits of the AFGP (Modified from Assis et al., 2014)…………...………...…………...78 Table 3. Operating conditions and standards used during chemical analysis of chlorite and muscovite……..……...81 Table 4. Synthesis of geochronological data for the Paraíba, Luiz and Pezão deposits………...……109 APPENDIX
Supplementary Table 1. Representative microprobe analysis of chlorite from the Paraíba, Luiz and Pezão deposits………...………..141 Supplementary Table 2. Representative microprobe analysis of muscovite from the Paraíba, Luiz and Pezão deposits...144 Supplementary Table 3. Summary of U-Pb SHRIMP IIe zircon data………..……..…………..147
1. INTRODUÇÃO
A Província Aurífera de Alta Floresta (PAAF) localiza-se na porção centro-sul do Cráton Amazônico (Almeida, 1978; Almeida et al., 1981), região norte do Estado do Mato Grosso, onde configura uma área alongada de 500 km de extensão na direção WNW (Paes de Barros, 2007). É constituída por suítes plutono-vulcânicas de idade paleoproterozóica e limitada a norte pelo Gráben do Cachimbo, que a separa da Província Aurífera do Tapajós (PAT) e a sul pelo Gráben dos Caiabis, estando enquadrada, portanto, nas folhas 1:250.000 de Rio São João da Barra (SC.21-V-D), Alta Floresta (SC.21-X-C), Ilha 24 de Maio A) e Vila Guarita (SC.21-Z-B) (Souza et al., 2005; Silva & Abram, 2008) (Fig. 1).
Figura 1. Mapa simplificado de localização da Província Aurífera de Alta Floresta (PAAF) e seus
2
Do ponto de vista da compartimentação geotectônica do Cráton Amazônico, a PAAF insere-se entre os limites das províncias geocronológicas Ventuari-Tapajós (1,95 - 1,8 Ga) e Rio Negro-Juruena (1,8 – 1,55 Ga) segundo a proposta de Tassinari & Macambira (1999). No entanto, de acordo com o modelo de Santos et al., (2000), a província está enquadrada entre as Províncias Tapajós-Parima (2,03 – 1,88 Ga) e Rondônia-Juruena (1,82 – 1,54 Ga) (Fig. 2). Ambos os modelos indicam que as unidades plutôno-vulcânicas que compõem essas províncias estariam associadas a geração de diversos arcos magmáticos, relacionados a eventos de subducção de sudoeste para nordeste, que se desenvolveram e se amalgamaram no decorrer do Paleo- a Mesoproterozóico, ao protocráton arqueano representado pela Província Amazônia Central (PAC). Recentemente, no modelo em desenvolvimento de Juliani et al. (2013) para a estruturação dos arcos magmáticos paleoproterozóicos na porção sul do Cráton Amazônico, pelo menos dois arcos continentais, denominados Arcos Tapajônicos, são propostos: um mais antigo (2,13 – 1,95 Ga) na parte sul e outro mais novo (1,89 – 1,87 Ga) sobreposto, na parte norte, orientados segundo a direção E-W. Diferentemente dos modelos propostos, Juliani et al. (2013) sugerem que os arcos foram produzidos pela subducção de uma placa oceânica sob uma uma placa continental arquena a paleoproterozóica de sul para norte. Nesse sentido, esta nova proposta difere dos modelos anteriormente apresentados que assumem subducção de SW para NE e orientação NW-SE dos cinturões orogênicos.
Historicamente, a PAAF apresentou uma produção estimada da ordem de 200 a 300 toneladas de ouro entre as décadas de 1970 e 1990 (Dardenne & Schobbenhaus, 2003), sendo que 160 t foram geradas no período entre 1980 e 1999 (Paes de Barros, 2007), a qual teria sido a responsável por transformá-la em uma das principais regiões auríferas do país. Inicialmente a explotação do ouro concentrava-se em depósitos aluvionares-coluvionares e de enriquecimento supergênico por atividades garimpeiras. No entanto, após a exaustão dessas ocorrências secundárias, as atividades garimpeiras se estenderam para os depósitos primários disseminados e filonares, sendo este último a principal fonte atual do metal na região (Paes de Barros, 2007). Segundo este mesmo autor, as ocorrências primárias em filões de quartzo geralmente correspondem a depósitos de pequeno a médio porte (<5 t de ouro).
No setor leste da PAAF, nas proximidades dos municípios de Nova Santa Helena, Peixoto de Azevedo, Matupá, Guarantã do Norte, Novo Mundo e da Agrovila União do Norte, concentra-se uma grande quantidade de depósitos auríferos ao longo de um alinhamento de direção NW-SE,
(A) L o ca lizaç ão d o C ráto n Am az ô n ico n a P lataf o rm a Su l-am er ican a e d a Pro v ín cia Au ríf er a d e Alta Flo resta (PAAF) em relaç ão às p ro v ín cias icas d o C rá to n A m az ô n ico d e ac o rd o co m o s m o d elo s d e (B ) San to s et al. ( 2 0 0 6 ) e (C ) T ass in ar i & Ma ca m b ir a (1 9 9 9 ) (Ass is , 2 0 1 5 ).
4
denominado informalmente por Miguel-Jr (2011) de Cinturão Peru-Trairão (Fig. 1). Neste segmento da província, os depósitos ocorrem na forma de veios, sistemas de veios em stockwork ou disseminados e estão principalmente associados a sistemas graníticos do tipo I, relativamente oxidados, cálcio-alcalinos a sub-alcalinos, de médio a alto K, metaluminosos a peraluminosos, com composição variando de tonalito a sienogranito e, mais subordinadamente, a sequências vulcânicas/vulcanoclásticas, ambos de idade paleoproterozóica (Moura, 1998; Paes de Barros, 2007; Silva & Abram, 2008; Assis, 2011; Ramos, 2011; Assis et al., 2014). Segundo esses autores essas suítes teriam se originado a partir de magmas que interagiram com crosta arqueana a paleoproterozóica alojados em ambiente de margem continental ativa. Adicionalmente, Moura (1998), Paes de Barros (2007) e Silva & Abram (2008) propõem que a colocação desses plútons teria sido essencial para a formação de um sistema do tipo magmático-hidrotermal, além de terem servido como fonte de calor, fluidos e metais.
Os trabalhos acadêmicos desenvolvidos de forma mais sistemática no setor leste da província (Abreu, 2004; Paes de Barros, 2007; Assis, 2008, 2011; Miguel-Jr, 2011; Ramos, 2011; Stabile-Jr, 2012; Rodrigues, 2012; Trevisan, 2012b; Assis et al., 2014) apontam, com base no modo de ocorrência, paragênese do minério e assinatura geoquímica, a presença de dois tipos de mineralizações auríferas: (i) Au ± Cu (Bi, Te, Ag, As, Mo) disseminada (e.g. depósitos Luizão, Basílio, Dionissio, X1, Serrinha e Pé Quente) e filonar (e.g. depósitos Paraíba e Buriti), representada essencialmente por pirita, além de concentrações variáveis de calcopirita e hematita; e (ii) Au + Zn + Pb ± Cu filonar (e.g. depósitos Bigode e Francisco), exemplificada principalmente por pirita, esfalerita, galena, além de digenita e calcopirita de forma subordinada.
Apesar de ser o estilo de mineralização dominante na província, apenas alguns depósitos filonares de Au que ocorrem no setor leste da PAAF foram objetos de estudos mais sistemáticos, porém concentrados individualmente na escala dos depósitos, quando comparado com os depósitos disseminados de Au ± Cu investigados até o momento. Adicionalmente, diferentes interpretações quanto aos modelos metalogenéticos ao qual esse estilo de mineralização se assemelha têm sido propostas. Os depósitos filonares de Au ± Cu, por exemplo, posicionados em níveis crustais mais profundos, são interpretados como sistemas similares aos depósitos de ouro orogênico (Siqueira, 1997; Santos et al., 2001; Moreton & Martins, 2005; Paes de Barros, 2007; Silva & Abram, 2008), ao modelo de depósito de ouro do tipo IRGS (intrusion-related gold systems; Paes de Barros, 2007) ou então a depósitos do tipo centered e/ou
intrusion-related (Santos et al., 2001). Entretanto, as mineralizações filonares de Au + Zn + Pb ± Cu, posicionadas em níveis crustais mais rasos, representariam sistemas epitermais de sulfuração intermediária (Assis, 2011).
Nesse contexto, o presente trabalho apresenta um estudo comparativo entre três depósitos filonares localizados no setor leste da PAAF: Paraíba, Pezão (ambos de Au ± Cu) e Luiz (Au + metais base). Apesar de o depósito Paraíba já ter sido objeto de estudos prévios, muitos aspectos relacionados à sua gênese ainda não foram bem compreendidos e, portanto, sua evolução tem sido considerada complexa. Os depósitos foram comparados em termos da natureza e idade de cristalização das rochas hospedeiras, tipos e distribuição da alteração hidrotermal, paragênese do minério, aspectos texturais dos veios de quartzo e regime de fluidos, com o propósito de subsidiar uma melhor compreensão dos processos genéticos responsáveis pela formação destas mineralizações e nível de colocação na crosta, com conseqüente implicação para a exploração desses tipos de depósitos na província.
2. OBJETIVOS
O principal objetivo desse trabalho está centrado na comparação da história evolutiva de depósitos filonares de Au ± Cu e Au + Zn + Pb ± Cu do setor leste da PAAF tendo como estudos de caso, respectivamente, os depósitos Paraíba e Pezão e o depósito Luiz. Como objetivos específicos têm-se:
I. Caracterização do regime de fluidos:
a. Definição da composição, evolução e possíveis fontes dos fluidos.
b. Determinação dos principais mecanismos de precipitação do Au e metais associados (e.g. boiling/imiscibilidade, mistura de fluidos, resfriamento).
II. Definição do ambiente de formação dos três sistemas mineralizados (condições de pressão, temperatura e nível crustal).
III. Obtenção da idade de cristalização da(s) rocha(s) hospedeira(s) dos veios de quartzo auríferos e posterior associação com os dados disponíveis na literatura acerca dos eventos magmáticos reportados na província.
IV. Estabelecimento do modelo evolutivo para os depósitos com base na evolução dos seus respectivos sistemas hidrotermais, paragênese do minério, texturas presente nos veios de quartzo, regime de fluidos e geocronologia das rochas hospedeiras.
V. Avaliação consistente e crítica e, comparação entre os três sistemas mineralizados estudados neste trabalho com relação os modelos genéticos de depósitos associados a magmatismo félsico disponíveis na literatura, assim como os propostos para a formação dos depósitos filonares de Au ± Cu e Au + metais base do setor leste da PAAF.
3. MATERIAIS e MÉTODOS
As etapas metodológicas e procedimentos analíticos realizados no decorrer deste trabalho corresponderam:
Revisão bibliográfica:
A revisão bibliográfica foi realizada priorizando: (1) o contexto geológico e geotectônico da PAAF; (2) a metalogênese do ouro na província, compilando os atributos geológicos dos principais depósitos filonares de Au ± Cu e Au + Zn + Pb ± Cu (e.g., rochas hospedeiras, tipos e estilos de alteração hidrotermal, mineralogia do minério, tipos de fluidos hidrotermais participantes, ambientes tectônicos relacionados a estes depósitos, modelos genéticos, etc); e (3) a literatura referente às técnicas empregadas na pesquisa, incluindo petrografia e microscocopia eletrônica de varredura de zonas hidrotermais e mineralização associadas, química mineral em silicatos (clorita e muscovita), geocronologia U-Pb em zircão, petrografia de inclusões fluidas e tipos de texturas em veios de quartzoe, sua aplicação em depósitos minerais.
Trabalhos de campo:
Trabalhos de campo foram realizados em duas etapas, nos períodos de 17/06 a 06/07/2013 e 07 a 13/12/2013. No primeiro período foram realizadas descrições e documentação detalhadas e sistemáticas de testemunhos de sondagem (Tabela 1), assim como a coleta sistemática de amostras para estudos posteriores mais detalhados. Esquemas (croquis) com a descrição de testemunhos de sondagem mais representativos de cada um dos depósitos (Tabela 1 e Anexo 2) foram confeccionados visando definir as relações da mineralização com a rocha hospedeira e diferentes tipos de alteração hidrotermal, além de proporcionar um melhor entendimento do corpo mineralizado em profundidade. No segundo período, deu-se prioridade à coleta de amostras de testemunhos de sondagem para datação pelo método U-Pb SHRIMP IIe (Sensitive High Resolution Ion Microprobe) em zircão.
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Tabela 1. Relação dos testemunhos de sondagem descritos na etapa de trabalho de campo Depósito Paraíba Depósito Luiz Depósito Pezão PAX-PAB-DH020 (203,36 m; Anexo 2.1) LZG 001 (116,30 m) ADFD01 (184,35 m; Anexo 2.3) PAX-PAB-DH021 (250,02 m) LZG 004 (121,18 m) ADFD02 (186,05 m) FPB-12 (88,00 m) LZG 005 (138,15 m; Anexo 2.2) ADFD03 (192,20 m) LZG 007 (130,25 m) ADFD04 (165,05 m)
Estudos petrográficos e Microscopia Eletrônica de Varredura:
Estudos petrográficos em luz transmitida e refletida foram realizados no Laboratório de Microscopia e Microtermometria do Instituto de Geociências do IG-UNICAMP em 93 lâminas delgadas polidas (35 depósito Paraíba; 27 depósito Luiz; 31 depósito Pezão) provenientes de amostras de testemunhos de sondagem. Tais estudos visaram a caracterização da(s)/do(s): (i) composição, texturas e estruturas das rochas hospedeiras e demais litotipos; (ii) tipos, estilos e distribuição espacial das alterações hidrotermais e sua evolução temporal; (iii) minério, sua relação textural com os minerais de ganga, bem como sua relação espacial, temporal e genética com as rochas encaixantes e alteração hidrotermal; e, (iv) tipos de texturas
nos veios de quartzo.
A análise modal dos litotipos de composição granítica foi efetuada em seções delgadas polidas. O método consistiu no caminhamento através da lâmina utilizando um charriot acoplado ao microscópio ótico convencional e o espaçamento utilizado consistiu de 1 mm tanto na vertical como na horizontal. Posteriormente a esta etapa, os dados foram plotados no diagrama QAPF de Streckeisen (1976). Além disso, nas rochas hospedeiras também foi determinado o tipo de plagioclásio presente através do método de Michel-Levy (Kerr, 1977). As fotomicrografias das lâminas foram obtidas através de um sistema de captura de imagens acoplado ao microscópio.
As análises em microscópio eletrônico de varredura (MEV) foram realizadas no Laboratório de Microscopia Eletrônica de Varredura do IG-UNICAMP visando à: (i) determinação de fases minerais, particularmente associadas à paragênese sulfetada, não reconhecidas no microscópio petrográfico convencional; (ii) verificação da presença de possíveis zoneamento nos sulfetos, além da presença de elementos traço (e.g. Ag, Bi, Te, etc); (iii) complementação de dados sobre os modos de ocorrência do minério, assim como obter a sua composição química aproximada; e (iv) identificação das relações texturais entre os minerais de
minério e de ganga. O equipamento utilizado em tais análises corresponde a um Leo 430i Oxford com varredura digital acoplado a um espectrômetro de energia dispersiva (Energy Dispersive X-Ray Spectrometer, EDS – Oxford Instruments) e as condições de operação do equipamento são: voltagem de aceleração de 20 kV, distância focal de 19 mm e corrente de fluxo de aproximadamente 3 nA. Além disso, as seções delgadas polidas foram metalizadas com carbono.
Química mineral:
As análises de química mineral foram feitas no Laboratório de Microssonda Eletrônica do Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) utilizando-se do método de espectroscopia por dispersão em comprimento de onda (Wavelength-dispersive spectroscopy - WDS) em uma microssonda eletrônica JEOL JXA-8230 e CAMECA SXFive, respectivamente. As condições de operação do equipamento e os padrões utilizados na calibração dos elementos constam na Tabela 2. Previamente a realização das análises, as seções delgadas polidas foram metalizadas com película de carbono de 10 nanometros.
Foram realizadas análises em cristais de clorita e muscovita proximais as zonas mineralizadas e, representativas das assembléias da alteração clorítica e sericítica, respectivamente. Essa etapa visou principalmente a: (i) determinação da composição química e posterior classificação mineralógica; (ii) comparação entre as composições químicas da clorita e muscovita entre os três depósitos estudados; (iii) delimitação dos possíveis intervalos de temperatura de cristalização da clorita (geotermômetro da clorita) e de pressão de cristalização da muscovita (geobarômetro da muscovita), com foco na compreensão das condições físico-químicas (pressão e temperatura) de formação dos três depósitos estudados; e (iv) indicação da possível profundidade de alojamento dos depósitos à partir dos cálculos de geobarometria da muscovita.
Os cálculos referentes à temperatura de cristalização da clorita foram efetuados a partir da equação de Cathelineau e Nieva (1985):
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T = -61,92 + (321,98 x AlIV)
(onde T é dada em ºC e AlIV corresponde ao Al3+ no sítio tetraédrico)
Nos cálculos referentes a pressão de cristalização da muscovita foi utilizada a fórmula proposta por Anderson (1996):
P = -2,6786 Si2 + 43,975 Si + 0,01253 T – 113,9995
(onde P é dada em kbar, T = temperatura média de cristalização da clorita e Si corresponde a Si4+ no sítio octaédrico)
Parâmetro JEOL JXA-8230 CAMECA SXFive
Mineral (depósito) Clorita (*PB, LZ e PE), Muscovita (*PB e PE) Muscovita (*LZ)
Voltagem de aceleração (kV) 15 14,8
Corrente (nA) 19,96 15
Diâmetro do feixe (µm) 10 0 (focused beam)
Padrão Al Biotita Sanidina Si Biotita Jadeita Fe Biotita Hematita K Biotita Sanidina Ti Biotita Rutilo
Na Kaersutita [NaCa2(Mg4Ti)Si6Al2O23(OH)2] Albita
Mg Kaersutita [NaCa2(Mg4Ti)Si6Al2O23(OH)2] Diopsidio
Cl tugtupite [Na4AlBeSi4O12Cl] -
Ca Clorita Diopsidio
Cr Clorita Óxido de Cr
Ni Clorita -
Mn Willemita rica em Mn Rodonita
Ba Sanidina rica em Ba -
Rb Pollucita [(Cs,Na, Rb)2Al2Si4O12•(H2O)] -
* PB – depósito Paraíba, LZ – depósito Luiz e PE – depósito Pezão.
Estudos de inclusões fluidas:
Estudos petrográficos preliminares de inclusões fluidas foram desenvolvidos no Laboratório de Microscopia e Microtermometria do Instituto de Geociências do IG-UNICAMP em lâmina bipolida (depósito Paraíba) e delgada polida (depósitos Paraíba, Luiz e Pezão) provenientes dos veios de quartzo mineralizados dos três depósitos. O objetivo principal foi o de identificar os principais tipos, populações e formas de ocorrência das inclusões fluidas presentes no interior dos cristais de quartzo, definindo, consequentemente, assembleias de inclusões fluidas (fluid inclusion assemblage – FIA), através do uso de microscópio petrográfico convencional. Neste estágio, foram escolhidas para cada lâmina regiões com inclusões fluidas com dimensões adequadas e representativas do conjunto. As descrições petrográficas das inclusões fluidas seguiram a classificação proposta por Roedder (1984) como consta a seguir:
Inclusões primárias: ocorrem como inclusões ou grupos de inclusões isoladas sem controle estrutural, ou seja, apresentam distribuição aleatória ou ocorrem relacionadas com texturas primárias de um mineral específico (e.g. zonas de crescimento mineral). Formam-se durante o crescimento do cristal e, portanto, correspondem a uma amostra do fluido responsável pela precipitação do mineral hospedeiro.
Inclusões pseudo-secundárias: ocorrem na forma de arranjos planares ao longo de estruturas (e.g. microfraturas, planos de cisalhamento/deformação, etc) restritas ao limite do cristal. Formam-se antes que o crescimento do cristal termine, ou seja, as microfraturas intracristalinas também são preenchidas pelo fluido responsável pela precipitação do mineral hospedeiro.
Inclusões secundárias: ocorrem na forma de arranjos planares ao longo de estruturas (e.g. microfraturas, planos de cisalhamento/deformação, etc) que atravessam o limite dos cristais. Os fluidos são aprisionados após a precipitação da fase mineral hospedeira, ou seja, representam fluidos presentes no sistema após o crescimento do mineral.
Preparação de amostras e separação mineral:
A etapa de separação de grãos de zircão, mineral datável pelo método U-Pb, foi realizada nos laboratórios de Preparação de Amostras e de Concentração Mineral do Instituto de Geociências do IG-UNICAMP. Foram preparadas quatro amostras, três correspondentes a rocha
14
geocronologia U-Pb SHRIMP. Os concentrados de cristais de zircão foram obtidos a partir de métodos gravíticos e magnéticos convencionais, seguindo as etapas descritas abaixo:
Britagem em britador de mandíbulas:
Moagem em moinho vibratório;
Bateamento manual;
Separação magnética com ímã de mão dos concentrados de batéia;
Separação magnética por etapas através do separador isodinâmico Frantz utilizando as seguintes correntes: 0,1A; 0,3A; 0,6A; 1,0A; 1,5A.
Separação manual (catação) dos grãos de zircão livres de inclusões e fraturas em lupa binocular ZEISS.
Os concentrados de zircão foram enviados ao Laboratório de Geocronologia de Alta Resolução (LGAR) do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo (IGc-USP) para confecção dos mounts, obtenção das imagens de catodoluminescência e de elétrons retro-espalhados e, por fim, análises pelo método U-Pb SHRIMP IIe.
Geocronologia:
Os dados geocronológicos foram obtidos pelo método U-Pb SHRIMP IIe em zircão no Laboratório de Geocronologia de Alta Resolução (LGAR) do Centro de Pesquisas Geocronológicas (CPGeo) da Universidade de São Paulo. Para normalização do fracionamento isotópico obtido no decorrer das análises U-Pb, foram adicionados às quatro amostras cristais de zircão provenientes do padrão TEMORA (Black et al., 2003). Posteriormente a confecção dos mounts, os discos de resina foram polidos até a exposição do interior dos cristais de zircão, metalizados com Au e examinados com um Microscópio Eletrônico de Varredura modelo FEI-QUANTA 250. As imagens de catodoluminescência e elétrons retro-espalhados foram obtidas com o objetivo de caracterizar a estrutura interna dos cristais, além de auxiliar na escolha das áreas alvo para as análises. As condições de operação do equipamento foram: 60 µm de emissão de corrente, 15 kV de tensão, feixe de luz com 7 µm de diâmetro, tempo de aquisição de 200 µs e resolução de 1024 x 884.
Posteriormente, os mounts foram analisados em um equipamento SHRIMP IIe de acordo com os procedimentos propostos por Williams (1998). A correção para o Pb comum foi realizada com base no 204Pb medido pelo equipamento e a componente de erro típico para a razão
206
Pb/238U foi inferior a 4,0%, enquanto que para as razões 207Pb/206Pb e 207Pb/235U foi inferior a 0,9% e 4,9%, respectivamente. A abundância de U e as razões U/Pb foram calibradas em função do padrão TEMORA. Os cálculos das idades isocrônicas (concordia age) foram realizados com auxílio do ISOPLOT© 3.0 (Ludwig, 2003) instalado como suplemento do Excel 2003. As incertezas a cada uma das amostras (razões e idades) estão dentro de 1σ e apresentam limite de confiança de 95%, com exceção de apenas uma das amostras que apresentou idade discordante.
4. CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL
As principais unidades geológicas do setor leste da PAAF que constam no mapa geológico da Figura 3 e estão organizadas na Tabela 3 são descritas de forma detalhada abaixo. Para maiores informações quanto às unidades geológicas da província que ocorrem além do setor leste sugere-se a consulta aos trabalhos de Moreton & Martins (2005), Frasca & Borges (2005), Oliveira & Albuquerque (2005), Ribeiro & Villas Boas (2005), Souza et al. (2005) e Silva & Abram (2008).
4.1 Geologia do setor leste da PAAF
4.1.1 Embasamento
O embasamento consiste de migmatitos e gnaisses graníticos a tonalíticos intrudidos por granitóides foliados, denominados granitóides do embasamento, os quais apresentam assinatura cálcio-alcalina e composição tonalítica a monzogranítica (Paes de Barros, 2007). Datações feitas pelo método U-Pb SHRIMP em zircão revelam idades entre 1,992 ±7 Ma (gnaisse Alta Floresta; Souza et al., 2005) e 1,984 ±7 Ma (gnaisse Alto Alegre; Paes de Barros, 2007) para os gnaisses de composição granítica a tonalítica. Santos et al. (1997) obtiveram idades semelhantes (2,005 ±7 Ma e 2,033 Ma) para rochas pertencentes ao Complexo Cuiú-Cuiú, definido por este mesmo autor, na Província Aurífera do Tapajós. No entanto, idade Pb-Pb de 2,816 ±4 Ma (gnaisse Gavião) obtida por Paes de Barros (2007) através de evaporação de monocristal de zircão sugere, segundo esse autor, a presença de embasamento heterogêneo na região e, portanto, correlacionável ao Complexo Xingu na Província Amazônia Central. Adicionalmente, datações feitas por Assis (2015) revelam idades U-Pb em zircão pelo método SHRIMP de 1,980 ±8.8 Ma (gnaisse Nova Guarita) e 1,978 ±8.1 Ma (biotita tonalito foliado).
Tabela 3. Principais unidades geológicas, geocronologia e ambiente tectônico do setor leste da PAAF (Modificado de Assis, 2015). DOMÍNIOS
GEOLÓGICOS UNIDADES GEOLÓGICAS IDADES (Ma) AMBIENTES TECTÔNICOS REFERÊNCIAS
Sequências sedimentares
Coberturas Tércio-Quaternárias
Sedimentos clásticos e pelitos inconsolidados.
Terciário Quaternário
Sedimentos intracratônicos
inconsolidados. Souza et al. (2005). Grupo Caiabis (Formação Dardanelos)
Arenito e arenito arcoseano com níveis conglomeráticos e estratificações plano-paralelas e cruzadas acanaladas.
1,987 ±4 a
1,377 ±13 Bacia pull-apart ou strike slip.
Leite & Saes (2003), Souza et
al. (2005).
Unidades plutono-vulcânicas anorogênicas
Suíte Intrusiva Teles Pires
Álcali-feldspato granito, granito porfirítico, granófiros, riolito, riodacito, dacito, andesito, tufos, brechas e ignimbrito.
1,782 ±17 a 1,757 (U-Pb).
Pós-colisional (1.94 < TDM <
2.28; -3.4 < εNd(t) < +3).
Santos (2000), Pinho et al. (2001), Souza et al. (2005), Silva & Abram (2008). Pórfiro União do Norte
Álcali-feldspato granito a monzogranito porfirítico. 1,774 ±7.5 Pós-colisional*
Assis (2011); Miguel-Jr (2011). Unidades plutono-vulcânicas cálcio-alcalinas Suíte Colíder
Rochas vulcânicas, subvulcânicas, piroclásticas e epiclásticas intermediárias a ácidas.
1,786 ±17; 1,785 ±6.3; 1,781 ±8.
Arco vulcânico a sin-colisional (1.94 < TDM < 2.34; -3.4 < εNd(t) <
+3).
JICA/MMAJ (2000), Silva & Abram (2008), Pimentel (2001). Granito Peixoto
Biotita monzogranito, biotita granodiorito e biotita tonalito.
1,792 ±2
(Pb-Pb). Arco vulcânico sin-colisional* Paes de Barros (2007). Suíte Granodiorítica União
Biotita-hornblenda granodiorito e biotita-hornblenda tonalito.
1,853 ±23
(LA-ICP-MS) Granitos de arco vulcânico*
Assis (2011), Miguel-Jr (2011). Suíte Granítica Indiferenciada União do Norte
Sienogranito, monzogranito, sienito e quartzo-monzonito.
Idade
indeterminada. Granitos de arco vulcânico* Assis (2008). Suíte Intrusiva Matupá
Biotita granito, biotita monzogranito, hornblenda-monzogranito, biotita hornblenda monzonito, hornblenda monzodiorito, biotita hornblenda monzogranito, biotita monzogranito porfirítico sieno-monzogranito porfirítico-rapakivi.
1,872 ±12 (Pb-Pb).
Arco vulcânico sin-colisional (2.15 < TDM < 2.34; -4.3 < εNd(t) <
+3.04).
Moura (1998), Souza et al. (2005). Granito Nhandu
Sienogranito, monzogranito com sub-vulcânicas subordinadas.
1,889 ±17, 1,879 ±5.5 (U-Pb) e 1,848 ±17.
Arco vulcânico sin-colisional (2.14 < TDM < 2.17; εNd(t) =
-0.91).
Moreton & Silva (2005), Silva & Abram (2008), JICA/MMAJ (2000).
22 Granito Aragão
Sienogranito, monzogranito com fácies porfirítica e microgranítica.
1,931 ±12
(U-Pb). Arco vulcânico*
Vitório (2010), Miguel-Jr (2011), Ramos (2011). Granito Flor da Mata
Álcali-feldspato granito, sienogranito e rochas monzoníticas a granodioríticas. Idade indeterminada (correlacionada ao Granito Novo Mundo)
Arco vulcânico* Ramos (2011).
Granito Novo Mundo
Sienogranito, monzogranito, granodiorito, quartzo-monzonito e quartzo-monzonito.
1,970 a 1,964 (U-Pb e Pb-Pb).
Arco vulcânico sin-colisional (2.55 < TDM < 2.76; -7.62 < εNd(t)
< -4.48).
Paes de Barros (2007). Suite Intrusiva Pé Quente
Monzonito, quartzo-monzonito, quartzo-monzodiorito, monzodiorito, albitito fino, granodiorito aplítico e biotita tonalito.
1,979 ±31 (U-Pb) a 1,901 ±6,8 (U-Pb)
Arco vulcânico* Assis (2011), Miguel-Jr (2011), Assis (2015). Unidade Vulcanoclástica Serra Formosa
Arenito, grauvaca, arenito-lítico e conglomerado arenoso polimítico matriz-suportado.
Idade máxima: 2,009
Idade mínima: 1,718
Bacia de ante-país retro-arco em margem continental ativa*
Assis (2011), Miguel-Jr (2011). Embasamento: supracrustais e sequências plutônicas metamorfisadas Granitóides do embasamento
Quartzo diorito, tonalito e granodiorito geralmente foliados. 1,998 (Pb-Pb) a 1,978 ±8,1(U-Pb) Arco vulcânico* Paes de Barros (2007), Assis (2015). Gnaisses e migmatitos
Anfibolito e ortognaisse de composição monzonítica, tonalítica e granítica, parcialmente migmatizados.
2,816 ±4 (U-Pb) a 1,980 ±8.8 (U-Pb)
Souza et al. (2005), Paes de Barros (2007), Assis (2015).
4.1.2 Unidades plutono-vulcânicas e sequências vulcano-sedimentares:
Intrusivos no embasamento do setor leste da província ocorrem a Suíte Pé Quente, os granitos Novo Mundo, Flor da Mata, Aragão, Nhandu e Peixoto. As quatro primeiras unidades citadas correspondem aos plútons mais antigos reconhecidos na região até o momento (1,98 – 1,93 Ga), sendo que apenas o granito Flor da Mata não apresenta nenhum tipo de mineralização. Adicionalmente, recobrindo o embasamento ocorre a Unidade Vulcanoclástica Serra Formosa, enquanto que truncando os plútons mais antigos ocorrem as suítes Granodiorítica União, Granítica Indiferenciada União do Norte, Colíder, Matupá, Pórfiro União do Norte e a Suíte Teles Pires.
A Unidade Vulcanoclástica Serra Formosa (Assis, 2008, 2011; Miguel-Jr, 2011) ocorre nas imediações da Agrovila União do Norte sendo composta por rochas epiclásticas representadas essencialmente por arenito arcoseano, grauvaca e arcóseo lítico vulcanoclástico, todos com granulometria muito fina a média, além de lentes de conglomerado arenoso polimítico vulcanoclástico matriz suportado de forma subordinada (Assis et al., 2012). Com base em dados petrográficos e litogeoquímicos, é proposto um modelo de erosão de arcos vulcânicos maduros, principalmente de composição intermediária (dacítica a riodacítica), além de rochas de composição granítica (granito s.s. a granodiorito) em menor proporção, em ambiente de margem continental ativa como áreas fonte dos sedimentos dessa unidade. Tais sedimentos teriam se depositado em uma bacia de retro-arco marginal aos edifícios vulcânicos (Assis, 2011). Embora a Unidade Vulcanoclástica ainda não tenha idade confiável determinada (idade mínima: 1,718 Ma; idade máxima: 2,009 Ma; U-Pb LA-ICP-MS em zircão; Miguel-Jr, 2011), este mesmo autor sugere que essa unidade é mais antiga do que as três suítes plutônicas (Suítes Granodiorítica União, Granítica Indiferenciada União do Norte e Pórfiro União do Norte) que a cortam, uma vez que dados estruturais mostram que foi a única a ter sido submetida a deformação, com sub-verticalização do S0, além do fato de exibir contatos intrusivos com as três suítes mencionadas.
A Suíte Pé Quente (Assis, 2011) corresponde a uma suíte magmática composta por leucomonzonito médio, quartzo monzodiorito médio, monzodiorito, albitito fino, diques de granodiorito aplítico e biotita tonalito médio (Assis, 2001; Stabile-Jr, 2012). Segundo Assis et al. (2014), as relações de contato entre as diferentes litofácies que compõem a suíte ainda não foram estabelecidas devido a falta de afloramentos contínuos e ao elevado grau de intemperismo na
