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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.1997.tde-18112015-110030
Documento
Autor
Nome completo
Mario Luiz de Sa Carneiro Chaves
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1997
Orientador
Banca examinadora
Svizzero, Darcy Pedro (Presidente)
Leonardos, Othon Henry
Moreschi, João Batista
Renger, Friedrich Ewald
Schultz-Güttler, Rainer Aloys
Título em português
Geologia e Mineralogia do Diamante da Serra do Espinhaço em Minas Gerais
Palavras-chave em português
Diamante
Minerais não metálicos
Mineralogia
Serra do Espinhaço (MG)
Resumo em português
A Serra do Espinhaço é conhecida como a região mais clássica em termos de produção de diamantes no Brasil, embora seja atualmente responsável por somente 20% dessa produção. O Supergrupo Espinhaço, de idade mesoproterozóica, é a seqüência geológica que sustenta a serra, e na qual ocorrem intercalados em sua porção basal conglomerados diamantíferos (o "Conglomerado Sopa", da Formação Sopa Brumadinho) que constituem a virtual fonte espalhadora do mineral na região. Para o conhecimento da geologia e da mineralogia do diamante do Espinhaço, desenvolveram-se estudos nos três principais distritos: Diamantina, Grão Mogol e Serra do Cabral, objetivando o mapeamento geológico em escalas adequadas, os minerais pesados por meio de amostragem dos conglomerados pré-cambrianos e dos aluviões recentes, e ainda a caracterização da mineralogia do próprio diamante através de populações representativas. No Distrito de Diamantina, o Conglomerado Sopa foi estudado nos quatro campos diamantíferos onde ocorrem: Sopa-Guinda, São João da Chapada, Datas e Extração. Os conglomerados foram depositados em diversos sistemas de leques aluviais, progradantes de oeste para leste, os quais trouxeram os diamantes de uma fonte próxima. A existência de possíveis rochas primárias na região foi testada de duas maneiras. Inicialmente a matriz dos conglomerados foi analisada em vários locais onde se apresentava pelítica, na tentativa de detectar elementos provenientes de fontes ultrabásicas e/ou alcalinas, porém nenhuma evidência se encontrou a este respeito. Estudos complementares foram realizados no sentido de se rastrear minerais pesados indicadores de rochas kimberlíticas nos conglomerados e no sistema aluvionar recente. As granadas foram analisadas com microssonda eletrônica, mas revelaram ser da espécie almandina, portanto sem nenhuma ligação com possíveis fontes primárias. A geologia proterozóica do Distrito de Grão Mogol foi objeto de estudos específicos devido à carência de dados a respeito, apresentando diversas diferenças em relação ao Distrito de Diamantina. Os conglomerados diamantíferos do Supergrupo Espinhaço foram atribuídos à Formação Grão Mogol, uma seqüência sedimentar de idade ligeiramente mais nova que a Formação Sopa Brumadinho que ocorre na região de Diamantina. Depósitos mais recentes são relacionados ao desmantelamento desses conglomerados. No Distrito da Serra do Cabral, não afloram rochas conglomeráticas atribuíveis ao Supergrupo Espinhaço. Os estudos demonstraram que o diamante desta região é originado de conglomerados cretácicos (Formação Areado) que afloram reliquiarmente nos altos serranos na cota de '+OU-'1000 metros. A partir de tais rochas os diamantes foram transportados no Plio-Pleistoceno para depósitos fanglomeráticos que ocorrem bordejando a Serra do Cabral, onde são preferencialmente lavrados. Os estudos detalhados sobre a mineralogia do diamante do Espinhaço mostraram várias peculiaridades, através da análise estatística de populações de cristais das diversas localidades enfocadas. Primeiramente deve ser destacada a ausência de cristais com grande quilatagem, sendo raríssimas as pedras de peso superior a 10 ct. Outra característica marcante é a presença de cristais com hábito cristalino definido, destacando-se o rombododecaedro (33-38%) e as transições octaedro-rombododecaedro (22-23%), em detrimento aos cristais geminados, irregulares e fragmentos de clivagem. Esses diamantes se destacam pela presença de feições superficiais conhecidas como "marcas de impacto", notadamente nas faces do rombododecaedro (110). Observações detalhadas dessas estruturas, no microscópio eletrônico de varredura, evidenciaram porém sua formação a partir da dissolução natural. Diamantes policristalinos são extremamente raros (<0,5%): borts são virtualmente ausentes dos depósitos e ballas ocorrem em todas as áreas. Carbonados, raríssimos, aparecem somente no Distrito de Grão Mogol. Os diamantes foram também analisados por espectroscopia de raios infravermelhos e por ativação neutrônica, além de caracterizados gemologicamente. O comportamento dos cristais ao infravermelho mostrou uma proporção anômala de cristais do tipo Ib (54%) e uma proporção bastante significante de diamantes do tipo II (12%). A análise por ativação com nêutrons revelou que apenas os diamantes de capa verde apresentavam certos elementos químicos tais como escândio e Terras Raras. Esses dados evidenciam que a radioatividade natural do meio, geralmente considerada como a causadora das capas verdes, não é a única responsável pela geração desta feição nos diamantes. O conhecimento da qualificação gemológica dos diamantes do Espinhaço, além do aspecto prático referente ao assunto, auxiliou também no que diz respeito da fonte de diamante na região. Nas principais províncias diamantíferas do mundo onde o diamante se relaciona a fontes primárias, o percentual de gemas varia em geral de 5 a 20%. No Espinhaço esses valores são muito mais expressivos (83-97%), o que corrobora com um transporte mais longo para esses diamantes, no qual os cristais com defeitos, inclusões grandes e os tipos policristalinos seriam pulverizados. O conjunto de dados obtidos leva a considerar que os diamantes da Serra do Espinhaço possuem uma origem primária longínqua e que foram reciclados várias vezes até alcançarem o sítio de sedimentação nos conglomerados proterozóicos das formações Sopa Brumadinho e Grão Mogol. A possível área fonte dos diamantes estaria relacionada à região cratônica situada a oeste (Cráton do São Francisco). No processo de transporte, minerais indicadores, cristais de diamantes defeituosos e com inclusões, além dos tipos policristalinos, foram pulverizados. A partir desses conglomerados pré-cambrianos os diamantes foram novamente reciclados para depósitos cretácicos, plio-pleistocênicos e recentes. A conclusão aqui chegada pode ter conseqüências econômicas importantes, na medida em que considera sem utilidade a prospecção de rochas primárias no âmbito da própria Serra do Espinhaço.
Título em inglês
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Palavras-chave em inglês
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Resumo em inglês
The Espinhaço mountain range, historically, is known as the classical region for diamond production in Brazil, although today only 20% of Brazil's production comes from this region. The Espinhaço Supergroup, of Mesoproterozoic age, comprises the bulk of the Espinhaço Range, and includes in the basal portion diamond-bearing comglomerates ("Sopa Conglomerate" of the Sopa Brumadinho Formation, and the Grão Mogol Formation). The Sopa Conglomerate is the main source from which diamonds were scattered to various Phanerozoic deposits where diamonds are also mined. This thesis presents the geological development and mineralogical characterization of the Diamantina, Grão Mogol, and Serra do Cabral Districts based on geological mapping at several scales, heavy mineral sampling of deposits of all ages, and mineralogical characterization of representative diamond populations. In the Diamantina District the Sopa Conglomerate was studied at four separate diamonds fields: the Sopa-Guinda, São João da Chapada, Datas, and Extração. The conglomerates were deposited in alluvial fan systems prograding eastwards from a source situated nearby. Two studies were carried out to provide information concerning the source area. One study analyzed the conglomerate matrix for evidence of ultrabasic and/or alkaline components that may have come from a primary source. The results were negative. The second study looked for diamond indicator minerals, and none were found. Garnets which were found, and analysed by electron microprobe, proved to be almandine probably derived from basement rocks. The geology of Grão Mogol District shows some differences compared with the Diamantina District. Here the diamond-bearing conglomerate of the Espinhaço Supergroup belongs to the Grão Mogol Formation, a sedimentary sequence slightly younger than the Sopa Brumadinho Formation. The diamond deposits of more recent ages derived from the destruction of these rocks. In the Serra do Cabral District no Espinhaço Supergroup conglomerates have been found which could be diamonds sources. This study showed that the diamonds are derived from Cretaceous conglomerates (Areado Formation), which outcrop in relict form at higher elevations, +- 1000 m, of the district. In this district diamonds are mined in the vicinity of the Cabral mountains from plio-pleistocene fanglomeratic rocks. Mineralogical studies of diamond populations from the three districts showed several peculiarities. Most diamonds have well defined crystal habits with rombododecahedra (33-38%) and transitional forms (22-23%) predominating. The weights are low, rarely exceeding 10 ct. Twin crystals, irregular forms and cleavages are rare. The diamonds frequently show structures known as "impact marks" normally occurring on the rombododecahedral faces (110). Scanning Electronic Microscopic (SEM) observations did not confirm that these were "impact marks", but suggests that are natural dissolution features or etch marks. Polycrystalline diamonds are extremely rare (<0,5%); bort are absent and ballas occur in all the deposits. Carbonados are very scarce and were observed only in the Grão Mogol District. Individual diamonds from all three districts were analyzed by both infrared spectroscopic and neutron activation methods. Infrared spectra showed an abnormal proportion of Type Ib diamonds (54%), and a significant proportion of Type II (12%). Trace elements shown by neutron activation indicated that only diamonds with a green coating incorporated scandium and the rare-earth elements. The cause of the green coating, which is usually attributed to natural radioactivity, can not be the exclusive cause in the diamonds studied. Gemological features of Espinhaço range diamonds are seen to provide a practical tool for determination of their geographic source area. In primary diamond deposits worldwide the proportion of cuttable gems is in the range of 5-20%. In the Brazilian deposits derived from the Espinhaço rocks the proportion of cuttable gems is from 83-97%. This corroborates a history of long transport for these diamonds, during which defective crystals are eliminated. These new data indicate that Espinhaço diamonds have a remote primary source area. Precambrian secondary deposits were reworked repeatedly until diamonds were deposited in the Mesoproterozoic Sopa Brumadinho and Grão Mogol conglomerates. These conglomerates were then the source for Phanerozoic deposits from which diamonds are mined today. The original, or primary, source area for diamonds shoukd be the craton to the west of the Espinhaço range (the São Francisco Craton). During this long history of transport most indicator minerals and poor quality diamonds were destroyed. This thesis has important economic implications for diamond exploration in the Espinhaço region, suggesting that prospecting methods looking for indicator minerals from a primary source is probably futile.
 
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Data de Publicação
2015-11-25
 
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