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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.44.1991.tde-25092013-110256
Document
Author
Full name
Teodoro Isnard Ribeiro de Almeida
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1991
Supervisor
Committee
Ellert, Reinholt (President)
Bergamin Filho, Henrique
Kawashita, Koji
Quéméneur, Joel Jean Gabriel
Tibana, Paulo
Title in Portuguese
Magnesita do depósito de Campo de Dentro, Serra das Éguas, Bahia: Geoquimica e Gênese
Keywords in Portuguese
Geoquímica
Abstract in Portuguese
A área de pesquisa situa-se na Serra das Éguas, Brumado, Bahia, na Mina de magnesita de Campo de Dentro e arredores. A jazida, de morfologia lenticular, encaixa-se em rochas dolomíticas localmente evaporíticas e estas em calciossilicáticas. Estas rochas foram interpretadas como metassedimentos químicos e pelíticos de águas rasas, deformados e metamorfisados no fácies anfibolito, com intercalações de anfibolitos, prováveis metavulcânicas básicas. A seqüência rochosa pertence ao Grupo Serra das Éguas, unidade superior do Complexo de Brumado. Embora os dados geocronológicos sejam escassos, pode-se supor idade proterozóica inferior. A metodologia da pesquisa baseou-se no quimismo da fração carbonática das rochas e na composição isotrópica do carbono, oxigênio e estrôncio. A amostragem procurou abranger o espectro de variações químicas e físicas das rochas dolomíticas e magnesíticas, tendo sido feita prioritariamente em testemunhos de sondagem rotativa, anteriormente descritos e analisados para os elementos maiores. Assim, de um total de 306 amostras apenas 11 foram coletadas em afloramentos. A composição química das rochas foi estudada de forma particular, de acordo com as peculiaridades genéticas dos magnesititos. Fez-se ataque ácido controlado, solubilizando-se apenas a fração carbonática das amostras. Com este procedimento evitou-se a introdução de teores devidos a metapelitos, de presença provável em sedimentos químicos de águas rasas. Foram encaminhados para dosagem em Espectrômetro de Emissão Atômica em Plasma Induzido os elementos Al, B, Ba, Ca, Co, Cu, Fe, Ga, Mg, Mn, Ni, P, Pb, Sr, Ti, V e Zn e, por espectrometria de absorção atômica, K e Na. Destes elementos Co, Pb e Ti não puderam ser dosados por apresentarem teores abaixo do limite de detecção e Ga, Na e U por problemas técnicos. Foi ainda dosado F, pelo método do íon seletivo. O resíduo insolúvel foi calculado estequiométricamente e, objetivando-se verificar correlações, foram atribuídos valores para a granulação, a partir de uma escala arbitrária. Este conjunto de dados foi comparado à razão Mg/Ca, em diagramas binários, não demonstrando correlações na maior parte dos casos. Já com o agrupamento de amostras segundo intervalos de razão Mg/Ca foi possível visualizar tendências para todos os elementos, com exceção de B e Cu, bem como para a granulação e resíduo insolúvel. Verificou-se diminuírem os teores destas variaveis com o aumento da razão Mg/Ca, o que foi interpretado como reflexo da diminuição da disponibilidade dos vários íons na água-mãe, tanto por precipitação prévia como por diluição da solução, bem como uma crescente eficiência do processo de maturação de precipitado. Para o P deu-se o contrário, indicando sua permanência em solução nos sub-ambientes precipitadores de carbonatos mais ricos em cálcio e precipitação nas bacias magnesíticas, devido ao maior pH e à maior atividade biológica. O conjunto dos dados indicou ainda homogeneidade e especificidade de condições na formação dos magnesititos que na dos dolomitos encaixantes. Para análise dos isótopos do carbono e oxigênio, foram selecionadas 16 amostras, representativas do espectro de variação da razão Mg/Ca e da granulação. Foi feita uma abertura sequencial por fase mineral (1° calcita, 2° dolomita e 3° magnesita), variando-se os parâmetros tempo e temperatura de reação com 'H IND. 3''PO IND. 4' a 100%. Os resultados indicaram composições isotópicas típicas de carbonatos precipitados em ambiente marinho restrito, metamorfisados e de idade proterozóica, enquadrando-se também na faixa admitida para magnesititos do tipo Veitsch. Indicaram ainda maior homogeneidade nas bacias formadoras de carbonatos hipermagnesianos, com contribuição de água doce e presença de fermentação anaeróbica de matéria orgânica e/ou maiores pHs. O comportamento isotópico diferenciado entre dolomitas e magnesitas coexistentes indicou tanto diferentes equilíbrios isotópicos em sua formação como ausência de completa homogeneização isotópica. Foram encaminhadas 10 amostras, selecionadas como anteriormente descrito, para a obtenção da razão inicial do estrôncio. Os resultados mostraram-se extremamente variados e alterados frente à razão inicial esperada, não permitindo interpretações paleoambientais e indicando ação de fluidos hidrotermais ricos em 'ANTPOT. 87 Sr' radiogênico. A inexistência de correlação entre as razões 'ANTPOT. 87 Sr'/'ANTPOT. 86 Sr' e Mg/Ca indicou independência entre os processos concentrados de 'Mg POT. 2+' e 'ANTPOT. 87 Sr'. A ampla variação das razões isotópicas sugeriu uma ação localizada dos fluidos hidrotermais, ocasionando homogeneização isotópica pontual deste elemento, para o que devem ter contribuido os baixos teores em que se apresenta. O conjunto dos dados obtidos e a análise da literatura permitiu a proposição de um modelo genético esquemático para os magnesititos estudados, onde se prevê precipitação prévia de carbonatos menos magnesianos em ambiente marinho e marinho restrito, localmente evaporítico, seguindo-se a a formação de magnesititos em bacias ainda mais restritas, supra-tidais e com influência de água doce continental, por precipitação e enriquecimento em 'Mg POT. 2+' no ambiente sedimentar, por maturação de precipitado.
Keywords in English
Not available.
Abstract in English
The study area comprises the Campo de Dentro magnesite mine and its surroundings, located at Serra das Éguas, near the town of Brumado, Bahia. The deposit has a lens-shaped morphology, hosted by dolomitic and calc-silicate rocks. These sequences were interpreted as chemical and pelitic meta-sediments of shallow waters, deformed and metamorphosed under amphibolite facies, with amphibolite intercalations, probably representing basic meta-volcanics. They belong to the Serra das Éguas Group, representing the upper unit of the Brumado Complex. Although geocronological data are scarce, a Iower Proterozoic age is accepted. The methodology of this research was based on the chemical characteristics of the carbonate fraction of the rocks and on the isotopic composition of carbon, oxygen and strontium. Sampling comprised chemical and physical variations of dolomite and magnesite rocks, carried out in drilling cores, after description and analysis for major elements. Only 11 samples came from outcrops, from a total of 306 samples. The chemical composition of rocks was studied according to genetic characteristics of the magnesites. A controled acidic attack was done, solubilizing only the the carbonate fraction of the samples. Chemical contaminations due to pelites was therefore avoided. The elements Al, B, Ba, Ca, Co, Cu, Fe, Ga, Mg, Mn, Ni, P, Pb, Sr, Ti, V and Zn were analized by ICP and K and Na by AAS. From these elements, Co, Pb and Ti could not be analysed due to amounts bellow to the detection limit and Ga, Na and U due to technical problems, F was analysed using the method of selective ion. The insoluble residue was calculated stoichiometrically and values were attributed to the granulation, from a arbitrary scale, to verify posible correlations. This data set was compared with the ratio Mg/Ca, using binary diagrams, with no correlation in most of the cases. Using samples clustered according to ranges of the Mg/Ca ratio, trends for all the elements were established, except for B and Cu, as well as for the granulation and the insoluble residue. The amounts of these variables was seen to decrease with an increase in the Mg/Ca ratio, what was interpreted as the result of the decrease in the availability of several ions in the parent-water, due to previous precipitation and to dilution in the solution, together with a greater efficiency in the maturation process of the precipitate. For P an inverse situation occurred, showing that it remained in solution whereas Ca-rich carbonates precipitates. In Mg-rich basins P precipitates due to a greater pH and biological activity. The data set also showed greater homogeneity and specificity of conditions in the formation of magnesites, rather than in the formation of the dolomitic country rocks. Sixteen samples were selected for carbon and orygen isotopic analysis, representing the variation range for the Mg/Ca ratio and the granulation. A sequential attack was carried out, according to the mineral phase ('1POT. St.'calcite, , '2POT.nd.'dolomite and '3 POT.td'magnesite), changing time and temperature of the reaction with 'H IND. 3''PO IND. 4' a 100%. The results revealed isotopic compositions typical of carbonates precipitated in a restrict marine environment, metamorphosed and of Proterozoic age. The magnesites can be included in the range proposed for Veitsch-type magnesites. A greater homogeneity in the hyper-magnesian carbonate basins was also indicated by the results, with fresh water contribution and the occurence of anaerobic fermentation of organic matter and/or greater pHs. Comparison of the isotopic characteristics of co-existing dolomites and magnesites revealed different isotopic equilibrium and absence of isotopic homogeneity. Ten samples were analysed for establishing the initial Sr ratio. The results reflected the action of radiogenic 'ANTPOT. 87 Sr'-rich hydrothermal fluids, being erefore not appropriate for paleo-environmental interpretation. The inexistence of correlation between the ratios 'ANTPOT. 87 Sr'/'ANTPOT. 86 Sr and Mg/Ca showed independence between the 'Mg POT. 2+' and 'ANTPOT. 87 Sr' concentration processes. The wide variation of isotopic ratios is suggestive of a localized action of hydrothermal fluids, causing punctual homogeneization of this element, towards which its low concentration may have contributed. The results allowed the proposition of a genetic model for the studied agnesite. The model comprises an early phase of precipitation of cacitic and dolomitic carbonates, in a marine and restricted marine environments, locally evaporitic. This phase is followed by the formation of magnesites in even more restricted basins, supra-tidal and with the influence of continental fresh water. The formation of these magnesites occurred by precipitation and enrichment in 'Mg POT. 2+' in the sedimentary environment due to maturation of the precipitated.
 
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Publishing Date
2013-09-27
 
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