GEOQUÍMICA DE ELEMENTOS TRAÇO EM ROCHAS METAPELÍTICAS DA REGIÃO DO MÉDIO RIO DOCE, MINAS GERAIS

ANAIS DO II SIMPÓSIO DE GEOLOGIA DE MINAS GERAIS, BELO HORIZONTE, 198J

GEOQUÍMICA DE ELEMENTOS TRAÇO EM ROCHAS METAPELÍTICAS

DA REGIÃO DO MÉDIO RIO DOCE, MINAS GERAIS

J.H. Grossi Sad

GEOSOL - Geologia e Sondagens Ltda.

ABSTRACT * Representatives samples of schists ' and gneisses, which was metamorphosed in the sillimonite isograde, have been submitc<J ' to spectrographic analyses Cor trace -elements. The concentrations and standan 1 deviation (in ppm) are: Be : 6,25 (3,6); S c : 2 9 ( 1 2 ) ; Ti :5714 (2102); V: 111,5 j (29); Cr:118(78); C o : 17 (11); Ni -.44(25); C u : 2 4 ( 2 2 ) ; C a : 3 0 ( 2 0 ) ; Sr : 134 { (70); Y : 5 1 ( 2 1 ) ; Zr : 241 (69); N b : 2 4 ( 9 ) ; M o : 4,4 (1,2); Sn : 11,5 (6); Ba : 601 j (314); L a : 112 (27); P b : 5 4 ( 5 8 ) . [

The statistic error in the determination of the average concentration* is less than 15Z por Ti, V, Zr, Mo and La, between 15Z and 25Z for Uo, Sc, Ni, Sr, Y, Nb, Sn and Ba. The error Cor Cr, Co and Ca is between 25Z and 30Z. Cu and Pb show error near 40Z. The figures indicate slight variations in the original composition of the rocks, which seems to be typical of a graywacke geoeinclin association. The results show a very large similarity with the world average for "shales", in relation to Ba, Cr, Co, t Nb, Ti, V, Zr. For La, Ca, Pb, Mo, Sn, Sc, Be and Y the results are quite greater, j while Cor Cu, Ni and Sr are smalcr. i There is good positive correlation between Ba- La, Ba-Sr, Be-Mo, Be-Sn, Y-Nb, j Cu-Sn, Cii-Ha «ml Ca-I.a. As the elements La, Ca, Mo, etc. show hight values in re la j tiou to the known concentration levels in politic rocks, and considering the correlu- , tion between them, we believe that a metasomatism process took placo in the region, j with introduction of that elements, from intrusive granite rocks. ;

I

ih'cudns, o único avunço do conhecimento geológico regional é o mapeamento exocutado pula CFKM para o DNPM (escala 1/250.000), na chamado Projeto Jequitinhoniia. Tal escla de trabalho não permitiu ampliar o conhecimento geológico dos metapelitos, nem a-primorou os dados disponíveis sobre os controles de mineralização dos pegmatitos. 1

O* metapelitos são as rochas regionais mais antigas do Médio Rio Doce. Suas re- j laçõcs de contato coro outras seqüências regionais são ma' conhecidas. Sabe-se que são ? limitadas a ocidente por charnockitos c gronulitos do cinturão qua ocorre na díviua i Minas -Espírito Santo; a oriente, rochas do geossinclinal Espinhaço ssrvem como limi- ; te. Os charnockitos • granulitos da rtgiio 4a Juiz do Fora -Leopoldina avançam para o { Múdio Rio Doce, ate as proximidade» de Covarnador Valadares; estas*rochas sao envolvi^ j d/13 a oeste, norte cs leste pelos raetapelitos. 0 contato de leste í marcado pela prc~ IHMIÇU dc intruoiva graiútúida (Tona li to Call leia) entre os mutapalitoo c as rocha? da • íacíc» granulítlca. 0 contato a o*«t« e norte não foi ainda investigado. >

Era ltnliao gcnti» ista c a n l t u a ç ã o de rcmliut(wento da ^colo^io rcF.ionnl ile v e s -ta area do Es-tada de Minas G e r a i s , abrangendo cerca de 40.000 km2.

No p r e s e n t s trabalho o autor d i s c u t e a gcoquíwica dos elementos t r a ç o <?o» n c í a -; <-; 1 -; t o s , nus f o l h a s Barra do Cuictc e Conselheiro Pena-; os dados apresentados, poderão «veiitualacnte, s e r usados como base para futuras comparações, quando e c d i s p u s e r de trabalhos r e g i o n a i s cm e s c a l a adequada.

CEOLOGIA DOS MF.TAPELITOS

t

Ks rochas m e t a p e l l t i c a s da r e g i ã o do Médio Rio Doce ( F i g . 1) pertencem e ç.uatro

formações, a saber, Tuniritinga, Palmital do S u l , São Tome e Córrego do Funil, i s o l a -das entre s i por massas de uma rocha plutSnica denominada Tonalito C a l i l é i a ( L i c í n i o Barbosa et ai, 1964); por i s t o não e p o s s í v e l e s t a b e l e c e r com c e r t e z a seu capiihamen co e s t r á t i g r á f i c o . As formações Tuniritinga e São Tome ocorrem cano sinformes com e i -xo voltado aproximadamente para o meridiano; as dobras em e s c a l a menor, associadas a *»tes sinformes sãc relativamente apertadas; a Formação Córrego do Funil compõe mas•JU mais ou menos i s o l a d a s , alongadas • v e r t i c a l i z a d a s , no i n t e r i o r do t o n a l i t o , e n -quanto a Formação Palmital do Sul compõe a base de um pacote coroado por qu.irtzitos relativamente f i n o s e puros (Formação Crenaque) e mostra-se amplamente migmrtizada. A Vorraaçao Tumiritinga ê formada essencialmente por anfibÕlio gnaisse e b i o t i c a x i s t o cc« algum quartzito impuro e'aárnore c a l c í t i c o . A Formação são Tome compõese de x i s -to gnaissõide e gnaisse x i s t o s o de caráter grauvaquiano, enquan-to a Formação Córrego do Funil contêm a n f i b õ l i o gnaisse e b i o t i t a x i s t o , além de conglomerado p o l i m i c t o e ê fortemente granitizada. A Formação Palmital do Sul e formada por migmatitos derivados de anfibõlio g n a i s s e , b i o t i t a x i s t o e algum q u a r t z i t o impuro, em g e r a l mignvitizados. A* formações São Tome* (em e s p e c i a l ) <s Palmital do Sul são as unidades preferidas p e -los pegraatítou f u r t e i s , para sua l o c a l i z a ç ã o .

0 autor a c r e d i t a , mas não pode demonstar, que as unidades mencionadas oti&ina-rxn-se durante um mesmo c i c l o sedimentar e seu empilhamcnto e s t r á t i g r á f i c o . n t o se con siderando p o s s í v e i s mudanças de f a c i e s é: Córrego do Funil, Palmital do S u l , Crenaque, Tuoíritinga e são Tone.

A paragênese mineral dos metapelitos d e s c r i t a por L i c í n i o Barbosa et z\- ( o p . c i t . ) indica que f o i atingida a isógrads da s i l l i m a n i t a durante o metamorfisrio r e g i o -nal.

CEOQUlHICA DOS METAPELITOS

Os dados a n a l í t i c o s relacionados aos metapelitos do Médio Rio Doce foram apre-sentados' por Dutra ç Grossi Sad (apud L i c í n i o Barbosa et ai, 1964). Foram analisados por espectografia ó t i c a os seguintes elementos: Be, Sc, T i , V, Cr, Co, N i , Cu, Ga, Sr, Y, Zr,_Nb, Mo, Sn, Ba, La e Pb. Trabalhou-se com 22 amostrasde rochas x i s t o s a s das formações Córrego do Funil, Palmital do Sul, Tumiritinga e São Tome, evitando-se a co l e t a nas proximidades de contato con i n t r u s i v a s e em áreas migmatizadas. Ao nédias pa_ ra cada unidade foram apresentadas por Dutra & Grossi Sad (op. c i t a d o ) e f jrair. o b t i -das para todos os elementos considerados. Na Tabela 1 são apresentados os v e l o r e s mé-dios para o conjunto de p e t a p e l i t o s , os desvios padrão e o erro na determinação da ué dia (para probabilidade de 95Z, expressado em percentagem).

No trabalho de Dutra * Cross! Sad (op. citado) consta - r e l a t o do método usado, os resultados o b t i d o s , a precisão a n a l í t i c a e algumas comparações, por s e q u í n c i a . No presente trabalho os petapelitew são tratados como uma seqüência metassedimentar ú n i -ca, pois que os valores médios obtidos p o r u n i d a d e , não apresentam diferenças s i g n í f i c a t i v a s ; por outro lado, a f a i x a de variação dos conteúdos individuais a iienelhanté" para todas as unidades.

Os resultados a n a l í t i c o s 4a Tabela 1 são apresentados em v a l o r e s arredondados , segundo p r a t i c a corrente. Não s t procedeu a t e s t e _ e s t a t í * t i c o rigoroso para a v e r i f i -cação da l e i de d i s t r i b u i ç ã o . Un t e s t e g r á f i c o (não apresentado) indica d i s t r i b u i ç ã o segundo a l e i gaussiana.

_ Na F i g . 2 são mostrados graficastente os valores médios obtidos o a faixa de va-r i a ç ã o pova-r elemento analisado, que tanbém pode s e va-r apva-reciada^* p a va-r t i va-r dos valova-res dos desvios padrão indicados na Tabela 1. Os erros na determinação doa médias variam de 10 a 15Z para T i , V, Zr, Mo e U , de 15 e 20X pare Sc, Y « Mb, de 20 a 25Z pnra Be, Ni, Sr, Sn < Ba, de 25Z a 3Of para Cr, Co e Ca e de 40 a 46Z para Cu a Pb. 0i« resultados

obtidos são considerados, a partir dos valores calculados para o erro, como

r«prct<--totivos das rochas investigadas. Quando se considera os intervalos de :.onficn;a, piri

95Z de probabilidade (Fig. 3) nota-ae que são pequenos em geral e para aqueles qu« «-xibem erros superiores a 25Z na determinação da média nota-se: o Cr fornece valor &«-dio de 118 ppm (intervalo de confiança 88 e 147), o Co tem valor mé&«-dio 17 ppn (in'.<r valo 13 e 21), o Ga tem valor médio 30 ppm (intervalo 23 • 37,5), o Cu tem valor a dio 24 ppm (intervalo 15 e 30) e o Pb, valor médio 54 ppm (intervalo 32 e 76). In] significa, por exemplo, que se metapelitos contêm uma média de 17 ppm de Co, não >«-ria inexperado que algumas amostras pudessem conter o triplo deste valor. Ao contri rio, se metapelitos contêm valor médio de 54 ppm de Cu, seria inesperado que algitu» amostras contivessem 540 ppm, pois todas as rochas, independentemente de origem, ««_ função de leis termodinâmicas que são efetivas dentro de certos limites. Mo nosso ci-so, a probabilidade de variações puramente aleatórias parece eliminada, a partir i.,% dados obtidos.

COMPARAÇÕES

Um aspecto importante a c o n s i d e r a r , quando s e processam comparações a n í v e l prr liminar, é v e r i f i c a r s e nossas rochas s ã o mais r i c a s ou menos r i c a s n o s elementos ar.j l i s a d o s , quando comparadas com médias mundiais. Parece n a t u r a l , então,compará-las cue o " f o l h e l h o médio" ( v e r Tabela 2 ) , segundo dados de Vinogradov ( 1 9 6 2 ) . Os resultado* para o f o l h e l h o médio foram calculados a p a r t i r de a n á l i s e s de a r g i l a s efolhelhos.r.ão incluindo a r g i l a s a b i s s a i s . 0 f a t o r de enriquecimento indicado na Tabela 2 express* um v a l o r qje i n d i c a s e c elemento e s t á concentrado ou d i l u i d o em nossas rochas, quan-do comparaquan-do com o £o)'i> 7h o médio. Para o t i t â n i o , vanádio, cremo, c o b a l t o , zirconio, n i ó h í o c bnrio nno híi \ i inçix-s que mereçam comentários. Para o b e r i l o , e s c â n d i o , ;;»-l i o , í t r i ü , mo;;»-libdí-n > fütan;;»-lio, ;;»-lantâuic e chumbo o Çator de enriquecimento ú e;;»-lvva- elvva-do. No raso do nfqu . c<bre e eutronei o há acentuado empobrecimento.

Dos elementos .' . . | u e c i d o s , o b e r i l o , o escândio, o í t r i o . o molibdênio, o e s t i -nho e o lantânio p< x . r e r s i d o introduzidos metassomaticamente a p a r t i r de fluidos r e s i d u a i s emanados i v / i i t e a c r i s t a l i z a ç ã o do Tonalito G a l i l é i a . Uma f o r t e evidência favorecendo t a l hi»S cf^ é o f e r e c i d a pelos conteúdos médios d e s t e s elementos no tona-l i t o obtidos em 49 / .écimes a n a tona-l i s a d o s : Be : 4 , 4 5 ( 1 , 9 7 ) ; Sc : 30 ( 1 5 , 8 ) , Y : 47 ( 2 5 , 8 ) , Mo : 4 , 3 (1 < ) , Sn : 1 1 ( 4 , 3 ) e La : 103 ( 5 6 , 9 ) . Os v a l o r e s entre parêntesi» expressam o d e s v i a oJrão. Exceto para o b e r i l o , os r e s u l t a d o s s ã o i d ê n t i c o s aos tios m e t a p e l i t o s .

Os r e s u l t e d t para g á l i o e chumbo nos m e t a p e l i t o s não s ã o simples de e x p l i c a r . No caso do g á l i o , j n s i d e r a s e e x i s t i r maior riqueza d o elemento em f o l h e l h o s c o n t i -n e -n t a i s que em f o b i l h o s mari-nhos (Keith & Dege-ns, 1959). Para o chumbo -não há dados d i s p o n í v e i s . 0 gãl? "> apresenta boa c o r r e l a ç ã o (ver a d i a n t e ) p o s i t i v a com o Sn ( 0 , 4 4 ) , Ba ( 0 , 5 2 ) , La (0,5,'', enquanto o chumbo não apresenta c o r r e l a ç ã o s i g n i f i c a t i v a para nenhum dos element-. que mostram enriquecimento.

Os elementos tue s e mostram empobrecidos ( N i , Cu • S r ) , contrariam as regras co-nhecidas de concent-ação cm sedimentos; assim, sedimentos de granulação mais f i n a são mais r i c o s em metaiu que outros sedimentos; por outro l a d o , reações de oxidação e r e -dução c reações com matéria orgânica s ã o também f a t o r e s de importância.

RELAÇÕES ENTRE ELEMENTOS

Devido ã p e c u l i a r i d a d e s c r i s t a l o q u í r a i c o j , c e r t o s elementos mostram correlação entre s i . Na Tabela 3 , d i v e r s o * v a l o r e s da c o e f i c i e n t e s de c o r r e l a ç ã o s ã o a p r e s e n t a -dos.

Os v a l o r e s mais elevados para a c o r r e l a ç ã o foram obtidos para o s pares Be - Sn, Be -Mo, Ga - B a e Ca - L a . E s t e s elementos aparentemente, mostram-se e n r i q u e c i d o s por metassomatismo, conforme j á s e comentou, a p a r t i r d« f l u i d o s r e s i d u a i s de c r i s t a l i z a -ção de rochas ácidas fgnea», qus s ã o enriquecidos n e s t e s a l i m e n t o s . Em p r i n c i p i o , a boa c o r r e l a ç ã o entre os mesmos pode s e r «xplicada d e s t e modo.Para os pares r e s t a n t e s , cora valores moderados para o coeficiente de correlação, os resultados são os que teo-ricamente deveríamos esperar; sssim, por exsmplo, rochas mais ricas ea vanádio, são também mais ricas cm níquel, cobre e cromo. 0 níquel mostra correlação positiva com Cr (0,34) e V (0,22); o cobre com V (0,30) e o estrondo com Ba (0,40). 0 cromo, o

vaná-t.i ê o b í r i o mostram teores "normais" em nossas rochas • o n í q u e l , o cobre e o e s

-• -•'r.cío são empobrecidos, contudo. Não há uma explicação para os resultados o b t i d o r .

Us dado que pode ser tentativamente u t i l i z a d o «» futuros estudos dos metape:.i-• « it região investigada ê a razão entre certos elementos. Por exemplo, em rochas at razoes Ba/Sr, Rb/Sr, K/W», « t e s ã o importances. Ho nosso c a s o , parece co.we_ estabelecer apenas aquelas razões entra elementos que mostram v a l o r e s s i g n i í i -f de correlação. Para os pares de elementos da Tabela 3 tem-se as seguintes

rn-Par Razão B a / U Ba/Sr Be /Mo Be/Sn Y/Hb Ga/Sn Ca/Ba C a / U 5,36 4,48 1,42 0,54 2.12 2.60 0,04 0,26

Desta l i s t a , apenas o Ba e Mb tem concentração "normal"; U , Be, Mo,. Sn, T 6a .* orrtm cem teores muito elevados. 0 Sr tem valor médio muito baixo. I s t o s i g n i f i c a ; .t ã» razões obtidas sô poderão ser consideradas "representativas" para os metapeli-t • do Médio Rio Doce. Assim, a razão 5,36 obmetapeli-tida para Ba/U é muimetapeli-to baixa,quando cora ; *rad« com a mesma razão em p e l i t o s (ou metapcÜtos) "normais'. Para o f o l h e l h o medi o .4 Tabela 2, o valor Ba/U é 14,5. 0 mesmo pode ser d i t o em relação ãs relações Ba/

jr. Be/Mo, e t c .

Com a compilação do conhecimento sobre as rochas m e t a p e l í t i c a s do Médio Rio Co-. * terá puuulvcl determinar s e a» r e l a ç õ e s e s t a b e l e c i d a s s ã o c o r r e t a s Co-. Por outro itUo,' • « rrKionalmcntu o s conteúdos múdios e a s r e l a ç õ e s e n t r e elementos t r a ç o p e r s i s t i r e m , * hipótese de enriquecimento metassomático não poderá Her s u s t e n t a d a .

CONCLUSÕES

1. Os conteúdos médios em rochas m e t a p e l í t i c a s do Médio Rio Doce correspondent n valores usualmente encontrados em p e l i t o s , para os s e g u i n t e s e l e m e n t o s : T i , V, Cr, Co,

:.T, Nb e Ba. Nossas roches s ã o r i c a s em Be, S c , Ca, Y, Mo, S n , La e Pb e pobres er.

Si, Cu e Sr. A maior riqueza nos elementos enunciados pode s e r a t r i b u í d a a e n r i q u e : i -sento metassomático, através da ação de rocha g r a n i t ó i d e i n t r u s i v a . Não s e conhece a causa do empobrecimento em c e r t o s e l e m e n t o s . £ p o s s í v e l que r e f l i t a a composição da área f o n t e .

2 . Os r e s u l t a d o s obtidos indicam que M rochas m e t a p e l í t i c a s podem t e r s e origi^ nado a p a r t i r de um embasamento g r a n i t o g n i i s s i c o c u j a composição química média c o r responde a de um g r a n o d i o r i t o . I s t o s i g n i f i c a qua os conteúdos médios o b t i d o s r e f l e -t e s a geoquLraica de elemen-tos -t r a ç o 4e a n -t i g o s sedimen-tos grauvaquianos, me-tamorfoses dos e trenforraados em rochas x i t t o s a * • g n a i s s ó i d e s . ~

BIBMOCKAPIA

Barbosa, A. L i c i n i o M., C r f t s i Sad, J . H . , T o r r e s , N. * Vaz de Melo, M.T.(196i), Ceología da» quadrículas de Barra do C u í c t é • Conselheiro Pana, Minas G e r a i s . R e U t ó -rio CEOSOL para DNPM. Belo Horixonta.

Turek^an, K.K. ê Wedepohl, X.H. ( 1 9 6 1 ) . D i s t r i b u t i o n of t h e elements i n some major u n i t s of t h e e a r t h ' s c r u s t . Gaol. S o e . Am. B u l l . , 7 2 .

Vinogradov, A . P . ( 1 9 6 2 ) . Sredniya soderzhtniya fchimicheskikh elementov gla\tiikh tipakh izverzhennykh gornykh porod M a n o i kory. Ceokhimiya, 1962.

Tabela 1. Conteúdos aêdios ca eleaentoa traços, com respectivos valores de desvios padrão, de ro chás mctapelíticas. (x: valor médio; a: desvio padrão; n: numero cio determinações; crerro per cent u a i ) . Be 6,25 3,6 21 25 Sc Ti V Cr Co Ni Cu Ca Sr Y Zr Nb Mo Sn Ba U Pb 29 571 111,5 118 17 44 24 30 134 51 241 24 11.5 601 112 54 12 2102 29 78 11 25 22 20 70 21 69 9 1.2 6 314 27 58 21 22 22 21 22 22 19 22 20 22 22 22 20 21 20 15 21 18 15 11 28 27 24 41 28 23 18 12 16 12 22 23 12 46

Tabela 2. Conparação entre os conteúdos médios no* •etapelitos do Médio Rio Doce e o "folhelho médio" 4a Vinagradov (1962); valores em asterisco segundo

Turekiaa • Vedephol, 1961. . 2 Fator da enriquecimento

Ba

Ti

»

Zr

o.a

Tabela 3. Correlação entra elementos nos metapclitos (os pares assinalados con asterisco apresentam valo-res de coeficiente não significativos).

V V V V Ba Ba Ba Ba

T

-

Cu*

* » • • • CONVWfOU ••••«•HIM 0 < * M I « M rwM* CoiatM

MO 1 Ot 1 < • t 1 • 11 l • 1 í w 1

X

t

Fig 3 • f*t«r<olo dt cMfionea (••••# da Stadtut) do* conteúdo* d* m«top«litot. O troço m i i c o í lodtco o «otor mádio »•»« • tl««M«io.