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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.1998.tde-12112015-110642
Documento
Autor
Nome completo
Geysa Angelis de Abreu Machado
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1998
Orientador
Banca examinadora
Schorscher, Johann Hans Daniel (Presidente)
Hartmann, Léo Afraneo
Legrand, Jean Michel
Mcreath, Ian
Neves, José Marques Correia
Título em português
Jazidas de esmeralda de Capoeirana e Belmont - MG: geologia, petrogênese e metalogênese
Palavras-chave em português
Brasil
Geologia
Metalogênese
Resumo em português
Foram estudadas a evolução precambriana da região e as mineralizações de esmeraldas de Capoeirana e Belmont e de águas marinhas pegmatíticas. Essa região do NE do Quadrilátero Ferrífero situa-se na borda SE do Cráton do São Frnacisco (MG), na zona de transição para o Cinturão Móvel Atlântico. Sua evolução compreende estágios arqueanos, representados por terrenos TTG e granito-greenstone belt, e retrabalhamentos tectono-metamórficos proterozóicos dos ciclos Minas/Espinhaço e Brasiliano. As mineralizações berilíferas devem-se a processos arqueanos e proterozóicos. Gnaisses, migmatitos e metagranitóides TTG são as rochas arqueanas mais antigas. Ocorrem como restos nos Metagranitóides Borrachudos (GB) e Metagranitóides Foliados com Fuorita (MGF) e ainda como gnaisses miloníticos em contato com as seqüências metavulcano-sedimentares arqueanas (SVS). São polimetamórficos e sofreram enriquecimentos de álcalis (K, Rb) e outros elementos incompatíveis nos retrabalhamentos proterozóicos. A SVS de Capoeirana e Belmont é uma continuação do greenstone belt Rio das Velhas. Ocorre em zonas de cavalgamentos antitéticos num sistema regional de embricamento frontal; sofreu inversão, dobramentos superimpostos e repetições tectônicas pela principal orogênese proterozóica. A sucessão litoestratigráfica típica tem, na base, rochas metaultramáficas de natureza extrusiva. São anfibolitos, talco-anfibólio-clorita xistos (TACX), clorititos (CLT) e crominitos; sendo os TACX e CLT produtos de alterações aloquímicas premetamórficas. Têm características globais komatiíticas com Cr e Zn variáveis em função dos teores e tipos de cromita e gradam para equivalentes flogotipizados/mineralizados, enriquecidos em K, Al, Rb, Ba, Y e Be em zonas de cisalhamento crustais profundas regionais (ZC) da orogênese arqueana final do ciclo greenstone belt Rio das Velhas. Fluidos alcalino-potássicos, ricos em F e elementos incompatíveis (Rb, Zr, Nb, Be, ETRL, entre outros) da degranitização/granulitização da crosta inferior, infiltrados nas ZC ativas, transformaram as rochas TTG em GB durante a milonitização, por reações fluidos-rochas hidrotermo-metassomáticas sinmetamórficas e flogopitizaram e mineralizaram as rochas metaultramáficas da SVS. A evolução proterozóica compreendeu na orogênese do Ciclo Minas/Espinhaço o principal evento de metamorfismo regional, progressivo. Este causou, ainda, a transformação dos GB em MGF a partir da fácies anfibolito média. O processo essencialmente mineralológico-textural e isoquímico quanto aos elementos principais, entretanto, acarretou mudanças menores de elementos traço incompatíveis (incluindo ETRL) condizentes com anatexia inicial dos MGF. Cálculos geotermobarométricos para gradientes intermediários em paragêneses de minerais estáveis, como granada-estaurolita (metapelitos) e granada-anfibólio (anfibolitos metabásicos), forneceram temperaturas (T) máximas de '600-670 GRAUS'C e '600-630 GRAUS'C, respectivamente. Com boa correlação nos valores absolutos e nas indicações do zoneamento, mostram as T mais elevadas do ápice termal do metamorfismo nas bordas tardi-sin a pós-tectônicas. Retrometamorfismo é evidenciado por paragênese de bordas de minerais menos estáveis com biotitas ou ainda pelo geotermômetro dos dois feldspatos (em GB e MGF). Forneceram T muito baixas e bastante variáveis de '260-430'GRAUS'C de reequilibrações variáveis no estágio final do próprio metamorfismo principal e/ou nos processos tectono-termais do Ciclo Brasiliano. A petro-metalogênese do Be foi também policíclica e originou duas gerações principais de mineralizações incluindo subtipos: 1) Nas ZC, os fluidos alcalinos potássicos ricos em elementos incompatíveis, F e Be, ricos ainda em Al pela substituição dos plagioclásios dos TTG (na transformação em GB), reagiram com rochas metaultramáficas da SVS, causando flogopitização e as mineralizações de esmeraldas tipo xisto (EX) e tipo veio de quartzo (EVQ) polideformado, arqueanas. O processo mineralizante é mais bem descrito como metamorfismo hidrotermal-metassomático em zona de cisalhamento ativa sob as condições da fácies xistos verdes média/superior a anfibolito inferior, entretanto, com pressão (P) fluida variável e diferente da P sólida (e da P total), como é típico para sistemas abertos. 2) O principal metamorfismo proterozóico com ápice termal tardi-sin a pós-tectônico e intensidade mais alta na região de Capoeirana, produziu ali, por fusões parciais dos MGF pegmatóides pouco deformados, comumente mineralizados em águas marinhas; pegmatóides intrusivos nas rochas metaultramáficas da SVS são mineralizados em esmeraldas (tipo EVP). Em Capoeirana ocorrem ainda esmeraldas idiomórficas em veios/mobilizados de quartzo (tipo EVQ) pouco deformados. Conjuntamente representam um evento proterozóico de mineralizações berilíferas, decorrentes da anatexia inicial dos MGF. Relações genéticas das mineralizações berilíferas (esmeraldas e águas marinhas) entre si, com os GB e MGF, são indicadas também pela correlação positiva contínua de Y e 'sigma'ETRP, mostrando que os fluidos foram muito similares nos dois ciclos mineralizantes. Ou seja, que a segunda geração de mineralizações berilíferas originou-se por retrabalhamento e remobilização do reservatório químico-mineralológico fundamental gerado no ciclo anterior sem contribuições externas novas e de outras fontes. As composições isotópicas 'delta''POT. 18'O e 'delta'D das esmeraldas são bem definidas na região de superposição dos campos de águas magmáticas e metamórficas. Aliadas aos dados de Y e ETRP, são condizentes com a formação conjunta dos GB e das mineralizações EX e EVQ, polideformados na orogênese arqueana do greenstone belt Rio das Velhas, pela reação dos fluidos crustais profundos, respectivamente, com quantidades grandes de rochas TTG e pequenas rochas metaultramáficas mais impermeáveis. Os valores muito homogêneos de 'delta'D dos fluidos dos canais estruturais e de 'delta''POT. 18'O da estrutura cristalina dessas esmeraldas representam os sistemas mais resistentes às alterações polimetamórficas/retrometamórficas, caracterizando os fluidos da primeira fase arqueana de mineralizações. Os valores de 'delta''POT. 18'O pouco variáveis das gerações posteriores (EVP e EVQ pouco deformados) relacionadas ao metamorfismo proterozóico principal e a anatexia dos MGF, confirmam suas origens por retrabalhamento do sistema geoquímico-isotópico anterior, sem contribuições significativas de fluidos de outras fontes.
Título em inglês
Not available.
Palavras-chave em inglês
Not available.
Resumo em inglês
The emerald mineralizations of the Capoeirana and Belmont área and pegmatitic aquamarine occurrences were studied in the contexto of the regional Precambrian evolution. The area in question, in the extreme NE-Quadrolátero Ferrífero ('Iron Quadrangle'), is part of the SE-border of the São Francisco Craton (MG) in the transition zone to the Atlantic mobile belt. Its evolution comprises Archean stages represented by TTG grey gneisses and granite-greenstone terrains and Proterozoic tectono-metamorphic overprintings of the MINAS/Espinhaço and Brasiliano cycles. The berylliferous mineralizations are due to Archean and Proterozoic processes. TTG gneisses, migmatites and metagranitoids are the oldest Archean rocks. They occur as relics in the Borrachudos Metagranitoids (GB) and Foliated Fluorite-bearing Metagranitoids (MGF) and also as mylonitic gneisses were they are in contact with the metavolcano-sedimentary Archean sequences (SVS). The TTG rocks are polymetamorphic and experienced enrichments in alkalis (K, Rb) and other incompatible elements in the course of the Proterozoic orogenies. The SVS of Capoeirana and Belmont, an extension of the Rio das Velhas greenstone belt, was disrupted and strongly deformed during the main Proterozoic orogeny. It occurs in wedges beneath overthrusted granitic rocks in a zone of antithetic thrusts of a regional system of frontal imbrications; the SVS is overturned and suffered complex refolding abd thrust-related repetitions. The typical lithostratigraphic succession comprises, at the base, metaultramafic rocks of volcanic origin, amphibolites, talc-amphibole-chlorite schists (TACX), chlorites (CLT) and chromites. TACX and CLT originated from protoliths that underwent premetamorphic chemical alterations. Metaultramafics have overall komatiitic characteristics with variable Cr and Zn due to chromite contents and types. They grade into phlogopitized/mineralized equivalents enriched in K, Al, Rb, Ba, Y and Be when involved in the regional deep-rooted crustal shear zones (ZC) that formed during the Archean orogeny at the end of the Rio das Velhas greenstone belt cycle. Alkaline potassic hydrous fluids, rich in F and incompatible elements (Rb, Zr, Nb, Be, LREE, among others) due to degranitization/granulitization of the lower crust, infiltrated into the active ZC, transformed the TTG rocks into GB by simultaneous processes of synmetamorphic mylonitization and hydrothermal-metasomatic fluid-rock interactions and phlogopitized/mineralized the metaultramafics of the SVS. The main event of progressive regional metamorphism occurred during the Minas/Espinhaço orogeny in the Proteroxoic. It transformed the GB into MGF of middle amphibolite facies and higher. This process consisted essentially of mineralogical-textural changes and was isochemical with respect to the main elements. Smaller alterations however affected some of the incompatible trace elements (including LREE) and are consistent with the initial anataxis of the MGF. Geothermometric calculations considering intermediate pressure (P) gradients for parageneses of stable minerlas, like garnet-staurolite (metapelites) and garnet-amphibole (metabasic amphibolites), furnished maximum temperatures (T) of 600-670 and 600- 630°C, respectively. Additional indications from mineral zoning showed the highest T of the metamorphic peak in the parageneses of the mineral-borders of late-syntectonic to post-tectonic growth. Retrometamorphic readjustments were indicated by border parageneses including less stable species, mainly biotites and by the 'two-feldspars' geothermometer (in GB and MGF). These furnished very low and largely variable T of 260-430º, indicating late-stage readjustments either of the main metamorphism itself during uplift and/or of the tectono-thermal processes of the Brasiliano cycle. The petro-metallogenesis of Be was also polycyclic and originated two main generations of mineralizations, including subtypes: 1) In the crustal shear zones the alkaline potassic fluids, rich in incompatible elements, F and Be, also rich in Al due to the replacement of the TTG rock plagioclases (during GB-transformation), reacted with the metaultramafics of the SVS causing phlogopitization and emerald mineralizations of both the schist type (EX) and the polydeformed quartz-vein type (polydeformed EVQ) of Archean age. The mineralizing process is best described as hydrothermal-metasomatic metamorphism in an active shear zone, under middle greenschist to lower amphibolite facies conditions yet under fluid pressures that were variable and different from the solid and total pressures, as are typical for open systems. 2) The main Proterozoic metamorphism of late-systectonic to post-tectonic thermal peak conditions and of higher intensity in the Capoeirana region, produced there, by partial fusion of the MGF, little-deformed pegmatoids and pegmatites commonly with aquamarine mineralizations; pegmatoids that intruded the metaultramafics of the SVS are mineralized in emeralds (EVP-type). In Capoeirana there still occur little-deformed quartz veins mineralized with idiomorphic emeralds (little-deformed EVQ-type). Together they represent a Proterozoic event of berylliferous mineralizations that occurred as a consequence of the initial anataxis of the MGF. Genetic relationships of the berylliferous mineralizations (emeralds and aquamarines) with each other, with the GB and MGF, are indicated too by the trace element geochemistry, as for instance, by the positive constant correlations of Y and 'sigma'HREE, showing that the fluids were very similar in the two mineralizing cycles. This means that the second generation of berylliferous mineralizations was formed by reworking and remobilization of the fundamental chemical-mineralogical reservoir generated in the preceding cycle, without new contributions from external sources. These isotopic compositions 'delta''POT. 18'O and 'delta'D of the emeralds are well defined in the region of overlap of magmatic and metamorphic Waters. Together with the REE data this suggests that the GB and the emerald mineralizations of the EX and polydeformed EVQ types formed jointly in associated processes during the orogenesis of the Archean Rio das Velhas greenstone belt through the reactions of the deep crustal fluids with, respectively, large and small amounts of TTG and mataultramafic rocks. The very homogeneous and constant values of 'delta'D of the channel fluids and 'delta''POT. 18'O of the crystalline structure of these emeralds point to the fact that these variables may represent the systems most resistant to polymetamorphic/retrometamorphic alterations and may thus characterize the fluids of the first Archean mineralizing cycle. The later emerald generation of the little deformed EVP and EVQ types, related to the main Proterozoic metamorphism and initial anataxis of the MGF with little more variable values of 'delta''POT. 18'O, confirms their origin through reworking/remobilization of the previous geochemical-isotopic system, without significant contributions of fluids from other sources.
 
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Data de Publicação
2015-11-13
 
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