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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.44.1998.tde-11112015-154809
Document
Author
Full name
Fernando Eli Romero Ordoñez
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1998
Supervisor
Committee
Schultz-Güttler, Rainer Aloys (President)
Sadowski, Georg Robert
Schorscher, Johann Hans Daniel
Sial, Alcides Nobrega
Xavier, Roberto Perez
Title in Portuguese
Esmeraldas colombianas: mineralogia, geologia e gênese
Keywords in Portuguese
Geoquímica
Mineralogia
Abstract in Portuguese
As jazidas de esmeralda da Colômbia estão localizadas na parte central da Cordilheira Oriental, nas regiões do Guávio (Cinturão Oriental) e do Território Vásquez-Yacopí (Cinturão Ocidental). Estas mineralizações encontram-se em rochas sedimentares marinhas de idade cretácea, pertencentes às formações sedimentares Calizas do Guávio e Lutitas de Macanal, ambas localizadas na região do Guávio, e às Formações Rosa Bianca e Paja situadas no território Vásquez-Yacopí. Existem várias dúvidas no que diz respeito à origem destas mineralizações, principalmente no que se refere à idade e à origem dos fluidos mineralizantes, bem como aos mecanismos de transporte do berílio. Na tentativa de contribuir no esclarecimento da gênese destas mineralizações, foram realizados estudos estratigráficos que permitiram definir as formações onde ocorrem as mineralizações e sua relação com a esmeralda. Também foram efetuados estudos analíticos para documentar as características físicas, químicas, mineralógicas, isotópicas e geocronológicas das esmeraldas e alguns minerais associados. As técnicas analíticas incluíram petrografia, fluorescência e difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, microssonda eletrônica, análises de ativação com nêutrons, plasma induzido, isótopos estáveis e geocronologia de Rb/Sr. Os estudos mineralógicos indicaram que as associações minerais das ocorrências de esmeralda são semelhantes em quase todas as minas, sendo compostas principalmente de carbonatos, sulfetos, sulfatos albita e quartzo. Em menor quantidade ocorrem apatita, ankerita, fluorita, parisita, mica, euclásio, gibsita, azurita, malaquita, caolinita, enxofre, epídoto e pirofilita. Os resultados dos estudos de elementos terras raras (ETR) permitiram definir um padrão de distribuição de ETR para áreas mineralizadas e não mineralizadas com berilo. Os espectros de ETR de carbonatos de veios de áreas não mineralizadas com berilo, portando uma mineralogia semelhante daquelas das áreas esmeraldíferas, mostraram fortes anomalias negativas de cério e positivas de európio. Pela comparação destas características com a distribuição tanto de rochas quanto de fluidos, foi possível demonstrar a influência do ambiente marinho na formação dos fluidos mineralizantes. Ao comparar os espectros de abundância de ETR de carbonatos em associações com esmeraldas dos dois cinturões que eles mostram relativamente altas concentrações de ETR, porém com diferenças no caso de minerais do Cinturão Ocidental, os quais são menos enriquecidos em ETR. Este fato é explicado pela maior abundância de folhelhos negros ricos em matéria orgânica no Cinturão Ocidental e, conseqüentemente pelo maior acúmulo de ETR. Os estudos geoquímicos de RB e de Sr indicaram que a razão inicial das esmeraldas do Cinturão Ocidental ('APROXIMADAMENTE IGUAL A' 0,713) é relativamente baixa, indicando provavelmente algum tipo de interação com o estrôncio marinho, enquanto que a mesma razão no material do outro cinturão (0,746) é alta, denotando uma possível influência de materiais isotopicamente maduros, provavelmente com influência continental do Escudo da Guiana com rochas arcaicas e proterozóicas. A interpretação geocronológica das errócronas obtidas permitiu determinar uma idade aparente para estas esmeraldas de 67 a 65 Ma, idade compatível com a situação geológica de ambas as áreas esmeraldíferas. Os resultados dos estudos isotópicos, determinados a partir da água nos canais e nas inclusões fluidas destas esmeraldas e de alguns minerais associados, indicaram um fluido mineralizante rico em 'O ANTPOT.18' (+ '10 POR CENTO'<'sigma''O ANTPOT.18' 'H IND.2'<+'18 POR CENTO') de águas de origem formacional. O valor calculado de 'sigma''O ANTPOT.18' e 'H IND.2'O nos materiais das diferentes minas corresponde a valores para águas que interagiram com formações submetidas a uma alta diagênese, fenômenos diapíricos salinares e tectonismo, como é o caso das formações que contêm as esmeraldas colombianas. Nestas condições, os fluidos mineralizantes são considerados como de origem sedimentar com registro geoquímico marcado pela dissolução de evaporitos e a decomposição da matéria orgânica. Propõe-se par a gênese destas esmeraldas um modelo sedimentar semelhante ao tipo Vale do Mississipi de alta temperatura, onde o berílio teve uma origem local. As esmeraldas colombianas formaram-se num ambiente de folhelhos negros, marinhos, geradas pela redução de uma salmoura rica em sulfatos, quando houve interação de águas formacionais e matéria orgânica que liberaram o berílio e elementos cromóforos para cristalizar a gema.
Title in English
Not available.
Keywords in English
Not available.
Abstract in English
The emerald mines of Colombia are situated in the central parto f the eastern Cordillera, especifically in the Guavio region and Vasquez-Yacopi territory. These mineralizations are found in early cretaceous marine sedimentary rocks belonging to the stratigraphics formations "Calizas del Guávio" and "Lutitas de Macanal", as well as "Rosa Blanca" and "Paja". To unravel the conditions of formation of these mineralizations, host rocks gangue minerals and emeralds, have been investigated by petrography, X-ray diffraction, eletron microscopy, ICP analysis, instrumental neutron activation analysis (INAA), stables isotopes, rare elements geochemistry and Rb/Sr method. REE contents are variable and highest abundances are found in carbonates from the "Murca-La Palma" region, representing areas without emerald formation, as well as from Muzo, Coscuez, Chivor and other mines. Some mineralizations have primary REE patterns with positive Eu anomalies wich possibly reflect the alteration of feldspar or high temperature influence. The negative Ce anomalies allows to deduce that the fluid from which these minerals were formed probably equilibrated with ocean waters of the sedimentary country rocks. The REE data suggest a marine sedimentary basin source of the ore fluids. The rubidium-strontium method has been used to determine the age of these emeralds. Isotope values of the Colombian emeralds plotted on a graph of 87Sr/86Sr vs 87Rb/86Sr indicate about 67 to 65 million years (Ma) as age of formation. Oxygen isotope geochemistry of the emeralds and hydrothermal carbonates and quartz indicates a strong enrichment in 'sigma''O ANTPOT.18' of the waters in equilibrium with the mineralization (+ '10 PER CENT'<'sigma''O ANTPOT.18' 'H IND.2'<+'18 PER CENT'), which correspond to hot basinal formation waters. The proposed model of emerald genesis involves a local sedimentary origin for beryllium and a basinal origin for fluids.
 
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Publishing Date
2015-11-12
 
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