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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.44.1997.tde-22082013-142638
Documento
Autor
Nome completo
Lena Virginia Soares Monteiro
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1997
Orientador
Banca examinadora
Bettencourt, Jorge Silva (Presidente)
Dardenne, Marcel Auguste
Xavier, Roberto Perez
Título em português
Contribuição à Gênese das Mineralizações de Zn da Mina de Vazante, MG
Palavras-chave em português
Brasil
Geoquímica
Recursos Minerais
Resumo em português
A Mina de Vazante faz parte do Distrito Zincífero de Vazante, o maior conhecido no Brasil. O principal minério explotado é o willemítico que é constituído por uma associação mineral muito incomum nos depósitos de metais base, composta por willemita, quartzo, dolomita, hematita, franklinita e zincita. Evidências estruturais, petrográficas e isotópicas indicam que os episódios de deformação e de mineralização willemítica são sincrônicos ao desenvolvimento da Zona de Cisalhamento de Vazante de idade brasiliana. Esta é de natureza transcorrente sinistral, exibe atitude N50E/60NW, padrão geométrico anastomosada e rede de zonas de alta deformação, representadas por um sistema complexo resultante da intersecção estruturas tipo C e de frauras de Riedel dos tipos D, R, R' e P e T. Corpos sulfetados de pequenas dimensões (<10m), constituídos por esfalerita e galena, estão imbricados tectonicamente aos corpos de minério willemítico e aos metadolomitos brechados da Formação Vazante. Várias gerações de veios hidrotermais contendo siderita, dolomita, hematita e jaspe preenchem fraturas paralelas e normais ao bandamento original dos metadolomitos ou fraturas de Riedel dos tipos D e P, além de outros veios extensionais associados a fraturas de partição T. Brechação hidráulica com infiltração de cimentos químicos, constituídos por chert, jaspe, dolomita, siderita e hematita, bem como, brechação por recristalização e cataclase, podem anteceder, acompanhar e suceder a às mineralizações. A sequência hospedeira das mineralizações (Formação Vazante) apresenta, na zona de falha, alteração hidrotermal, aproximadamente isovolumétrica, caracterizada principalmente pela covariância das razões 'sigma'POT.13 C' dos metadolomitos alterados em relação aos seus correspondentes não alterados. A alteração hidrotermal resulta, ainda, na silicificação dos metadolomitos do Membro Pamplona e enriquecimento em Zn e Pb em todos os litotipos presentes na zona de falha. As condições de formação dos sulfetos presentes nestes corpos e das fases minerais do minério willemítico são semelhantes, como indicam geotermômetros baseados em isótopos estáveis (O,C,S) e na química mineral, que indicam intervalos de temperatura de 294 a 206 GRAUS C (minério willemítico) e entre 330 a 246 graus C, para os sulfetos. Estas temperaturas refletem as condições que prevaleceram durante o desenvolvimento das foliações Sn e Sn + 1, rúpteis-dúcteis, associadas ao desenvolvimento da zona de cisalhamento. Os sulfetos, que constituem a matriz de brechas cataclásticas com fragmentos de willemita, foram formados em condições de temperaturas inferiores (127 e 110 GRAUS C), correspodentes ao desenvolvimento de estruturas rúpteis, Sn + 2. O estado redox indicado pelo teor de Fe da esfalerita dos corpos sulfetados e das associações com willemita e zincita são coerentes com valores altos da razão f'O IND.2'/f'S IND.2', que a corresponde a condições redox distintas das encontradas na maioria dos depósitos de metais base. No caso de Vazante, a natureza oxidante das soluções não favorecem a estabilidade de pirita e pirrotita. Os fluidos em equilíbrio com as fases minerais presentes nos veios e brechas apresentam composição isotópica semelhante à do fluido em equilíbrio com a willemita (''delta' POT.18 O'= + '12 POR MIL'). Em contrapartida, o fluido responsável pela formação dos minerais de ganga dos corpos de sulfeto apresenta razão ''delta' POT.18 O'= + '18POR MIL', representando um fluido muito enriquecido em 'ANTPOT 18 O', devido a interação de um fluido metamórfico com razões ''delta'POT.18 O' = + '10 POR MIL' e ''delta' POT.18 C' = - '7 POR MIL', com as rochas da Formação Vazante, que apresentam ''delta' POT.18'O = + '27.71 POR MIL' e ''delta' POT.13 C' = +'2.22 POR MIL'. No caso da mineralização willemítica, os carbonatos de ganga indicam uma tendência de covariância positiva das razões ''delta' POT.18 O' e ''delta POT.13 C', que não pode ser explicada por um processo único de interação fluido-rocha. Contudo, esse comportamento pode refletir processo de mistura de fluidos envolvendo, além do fluido metamórfico, fluido meteórico, com composição isotópica de ''delta'18 O' = ''delta' POT 13 C' = - '7 POR MIL'. A composição isotópica dos carbonatos componentes das gangas do minério willemítico e dos veios hidrotermais reflete diferentes graus de interação entre os dois fluidos e diferentes temperaturas de formação. A mistura responsável pela formação dos carbonatos relacionados ao estágio principal de mineralização willemítica apresenta maior proporção do fluido metamórfico e, consequentemente, representa condições de temperaturas um pouco mais altas, concordantes com as temperaturas estimadas pelos diferentes geotermômetros, para a formação da willemita (entre 294 e 260 GRAUS C). A presença de fluidos metamórficos pode implicar em uma origem mista hidrotermal para os corpos de sulfetos, pressupondo-se geração sin-tectônica na zona de cisalhamento. Não se descarta, contudo, origem vinculada a processos de remobilização de corpos de sulfetos pré-existentes. As razões isotópicas ''delta' POT.34 S' dos sulfetos do depósito, variáveis entre +'14.4 a +11.8 POR MIL', são coerentes com as duas hipóteses, o que pressupõe uma origem crustal para o enxofre transportado, juntamente com metais, por fluido metamórfico. Corpos de sulfetos pré-existentes, no entanto, podem explicar, parcialmente, a origem do enxofre no depósito. Algumas das características da seqüência hospedeira, tais como, a associação com ambiente extensional (rift cratônico), a presença de pequenos corpos de metabásica e mesmo a presença de deformação, comum em depósitos SEDEX devido ao ciclo de extensão-contração da bacia sedimentar, podem ter sido favoráveis à formação de depósitos SEDEX, posteriormente remobilizados. No entanto, faltam evidências de condições anóxicas na seqüência hospedeira que pudessem favorecer a formação e preservação dos sulfetos nos depósitos SEDEX. A descarga hidrotermal de salmouras metalíferas em condições oxidantes diferentes, por sua vez, pode ser responsável pela formação de associações minerais que refletem alta f'O IND.2'.Isto explica a ausência de sulfetos de ferro no depósito, de modo análogo ao descrito para sedimentos metalíferos do Mar Vermelho e para o protótipo da mineralização do depósito de Sterling Hill, Nova Jersey, USA. A origem do minério willemítico não está vinculada a processos supérgenos, como demonstrado pelo controle estrutural dos corpos de minério, deformação e temperatura de cristalização das fases minerais, tais como willemita e franklina. Entretanto, pode estar associada com a combinação de diferentes fatores, tais como: a presença de mineralizações pré-existentes semelhantes à do tipo SEDEX, formadas por descargas metalíferas em condições oxidantes, e o desenvolvimento da Zona de Cisalhamento de Vazante, durante o Brasiliano.
Palavras-chave em inglês
Not. available.
Resumo em inglês
The Vazante Mine is part of the Vazante District, the biggest zinc district known in Brazil. Willemitic ore is the main base metal ore type which consists of willemite, quartz, dolomite, hematite, franklinite and zincite and appears to be an unusual mineral association for the base metal deposits. Structural styles of deformation, petrographic and isotopic evidences indicate that willemitic mineralization and deformation are synchronous episodes inter-related to the Vazante Shear Zone, of Neo-Proterozoic age, with dominantly sinistral transcurrent displacement. It trends N50E and plunges 60NW and is characterized by complex zones of irregular anastomosing geometry and by a structural pattern of intersections between C foliation planes and D, R, R', P and T Riedel-type shear fractures. Small sulphide bodies (<10m) mainly composed of sphalerite and galena are tectonically imbricated with willemitic ore bodies and with brecciated metadolomites of the Vazante Formation. Different generations of hydrothermal filling veins typically comprise siderite, dolomite, hematite and jasper, and propagate parallet with and dilate perpendicular to the original metadolomite banding or are hosted by central shear (D) and oblique shear (P) besides T-type Riedel tension shears, in a system of brittle simple shear. Hydraulic breccia and associated chemical cement are dominantly made of chert, jasper, dolomite, siderite and hematite and together with breccias formed by recrystallization and cataclasis may anticipate, accompany or overprint the mineralization. The Vazante Formation which hosts the zinc mineralization exhibit isovolumetric hydrothermal alteration within the Vazante Shear Zone. Alteration is well documented by the ''delta'POT.18 O' and ''delta'POT.13 C' covariance ratios of the altered dolomites. The best estimates we have for the temperature of ore formation are deduced from stable isotope geothermometry (O, C, S) and mineral chemistry of both sulphide bodies and willemitic ore. The available data give temperatures varying from 206 to '294 GRAUS' C (willemitic ore) and '246 to 330 GRAUS' C (sulphides). These ranges of temperatures reflect the prevalent metamorphic conditions at the time of the ductile-brittle Sn and Sn+1 foliations related to the shear zone. The sulphides which fill the cataclastic breccia matrix, were formed under lower temperature conditions varying from '110 to 127 GRAUS' C, which correspond to the development of the Sn+2 brittle structures. The redox conditions as indicated by sphalerite Fe content in the sulphide bodies and willemite/zincite association have high f'O IND.2' / f'S IND.2 ratios. The data so obtained correspond to the distinct redox conditions which prelude the precipitation of pyrite and pyrrothite, much different from those conditions usually met in the majority of base metal deposits in which pyrite and pyrrothite behave as stable phase minerals. The fluid in equilibrium with vein and breccia mineral phases exhibits a uniform oxygen isotopic composition and is similar to that in equilibrium with willemite, having in this case, 'delta POT.18' O = +'12 POR MIL'. However, the fluid from which the gangue minerals of the sulphide bodies precipitated, had an oxygen isotopic value of ''delta' POT.18 O'= + '18 POR MIL', more enriched in 'ANTPOT.18 O'. The ''delta' POT.18 O' value appears to reflect the interaction of metamorphic fluid (''delta'POT.18 O'= + '10 POR MIL' and ''delta'POT.13 C'= - '7 POR MIL') with rocks of the Vazante Formation which have ''delta'POT.18 O'= + '27.7 POR MIL' and ''delta' POT.13 C'= + '2.22 POR MIL'. The carbonate gangue mineral phases of the willemitic ore show a positive covariance of 'delta POT.18 O' and 'delta'POT.13 C' ratios which cannot be interpreted to result from an unique rock-fluid interaction process. However, this isotopic, behavior is most likely due to the mixing of metamorphic and meteoric fluids with isotopic signatures of the order of ''delta'POT.18 O'= '0 POR MIL' and ''delta' POT.13 C'= - '7 POR MIL'. The isotopic compositions of hydrothermal gangue minerals of sulphide and willemite bodies and associated veins indicate different levels of fluid mixture and diferent formation temperatures of both fluids. The fluid mixture responsible for the genesis of carbonates related to the main willemitic mineralization stage, shows a higher proportion of metamorphic fluid. This fact suggest higher temperature conditions of the precipitation of gangue minerals which is compatible with the willemite formation temperature, in the range of '260 to 294 GRAUS' C, given by the different tested geothermometers. The presence of metamorphic fluids suggest a meta-hydrothermal origin of the sulphide bodies favouring their syn-tectonic genesis within the shear zone. Howevwe an origian of sulphide minerals precipitated from a fluid that acquired its sulphur by leaching of pre-existing sulphur-bearing minerals of sulphide bodies cannot be ruled out. In this case, newly crystalized sulphides could have ''delta'POT.34 S' values higher than those of the leached pre-existing minerals. The deduced ''delta'POT.34 S' for the 'SO IND.2' from which sulphides precipitated (+'14.4 to 11.8 POR MIL') are most consistent with both processes and strongly indicate a direct crustal origin for the sulphur transported, together with metals, by a metamorphic fluid. Futhermore, extensional tectonic setting (cratonic rifting), conspicuous presence of small metabasic bodies and deformation events, commonly observed in SEDEX deposits, are characteristics of the host rock sequence, wich might favour the formation of SEDEX type deposits, which were remobilized. However there is no evidence of prevalent anoxic conditions within the host rock sedimentary basin which could favour the precipitation and preservation of the sulphides in the SEDEX type deposit. The hydrothermal discharge of metaliferous brines under different oxidation states may have originated mineral phase associations which reflect high f'O IND.2'. This explains the lack of iron sulphides in the Vazante Mine, a situation similar to the metaliferous sediments of the Red Sea and to the protholith of the mineralization of Sterling Hill Deposit, New Jersey, USA. The origin of the willemitic ore is not linked to supergene processes, as demonstrated by the structural ore control, deformation and crystallization temperatures. However the interplay of different factors such as pre-existing mineralization (SEDEX type) formed from discharge of hydrothermal fluids under oxidized conditions within the Vazante Shear Zone might better explain the ore genesis.
 
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Data de Publicação
2013-08-26
 
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