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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.44.1999.tde-22122015-110743
Document
Author
Full name
Nilson Pinto Teixeira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1999
Supervisor
Committee
Bettencourt, Jorge Silva (President)
Botelho, Nilson Francisquini
Dall'Agnol, Roberto
Nardi, Lauro Valentim Stoll
Vlach, Silvio Roberto Farias
Title in Portuguese
Contribuição ao estudo das rochas granitóides e mineralizações associadas da Suite Intrusiva Velho Guilherme, Província Estanífera do Sul do Pará
Keywords in Portuguese
Mineralogia
Rochas graníticas
Abstract in Portuguese
Os maciços granitóides Mesoproterozóicos Antônio Vicente, Velho Guilherme, Mocambo, Benedita, Ubim/Sul e RioXingu, da Suite Intrusiva Velho Guilherme, ora estudados, pertencentes à Província Estanífera do Sul do Pará(PESP), encontram-se alojados em rochas arqueanas, tanto do Terreno Granito-Greenstone do Sul do Pará(TGGSP) quanto em sequências do embasamento arqueano retrabalhado, constitutivas do Cinturão de Cisalhamento Itacaiúnas. São anorogênicos, possuem composições sieno amonzograníticas, com termos álcali-feldspato graníticos subordinados e mostram-se afetados, em diferentes graus, por alterações tardi a pós-magmáticas. Apresentam natureza subalcalina, são peraluminosos a metaluminosos, de paleoambiênciaintra-placas e assemelham-se aos granitóides tipo-A, do sub-grupo-'AIND.2'. A cristalização fracionada foi, ao que tudo indica, o principal processo petrogenético que governou a evolução dos granitóides da suite. Os diferenciados mais evoluídose hospedeiros de mineralizações de Sn mostram um grau extremo de diferenciação ('SiOIND.2'>75%) e são produtos de fracionamento magmático e da interação com fluidos tardi a pós-magmáticos ricos em voláteis(F, Cl). Esses fluidos foram responsáveispela extração de 'SnPOT.+2', a partir das fases minerais primárias, especialmente, da biotita, incorporando-o às soluções residuais onde, ao que tudo indica, oxidou-se, passando para a forma 'SnPOT+4' e depositando-se comocassiterita('+OU-'kersterita/estanita). Dados petrográficos, de química mineral (anfibólio, biotita, clorita) e geoquímicos, demonstraram que os granitóides dessa suite evoluíram, em grande parte, sob condições magmáticas de baixa f'OIND.2'('APROXIMADAMENTE IGUAL A' '10POT.-18'), as quais estenderam-se para o estágio de alterações tardi a pós-magmáticas. Indicam, ainda, que os mesmos foram colocados em níveis crustais rasos, a temperaturas e pressões variáveis entre 690 e'890 GRAUS'C e 0,8 e ) 4,0 kbar, respectivamente. Os valores de 'delta''18 GRAUS' (+8 a +9%o) referentes a quartzo 1 dos referidos maciços sugerem que os granitóides do maciço Mocambo derivaram de uma fonte provavelmente distinta daquela dos granitoides dos dois outros maciços ora comentados. Dados isotópicos Pb-Pb(valores de 'mü'1) e Sm-Nd['épsilon'Nd(t)] indicam uma fonte crustal para os magmas geradores dos granitóides estudados, bem como demonstram que os protólitos dos mesmos evoluíram em estágio único e diferenciaram-se diretamente do manto entre 3,2 Ga e 3,0 Ga, conforme é indicado pelas suas idades modelo ('T IND.DM') a saber: 1) 3,2 Ga-maciço granitóide Antônio Vicente; 2) 3,0 Ga- maciço granitóide Rio Xingu; 3) 3,0 Ga-maciço granitóide Mocambo. Os valores fortemente negativos 'épsilon'Nd(t), respectivamente, 11,939(rocha total) /-12,20 (zircão);-8,08(zircão);-11,87(rocha total)/-12,36(zircão), pressupõem o envolvimento de uma crosta predominantemente Arqueana, ou mesmo uma provável mistura de uma componente de material derivado do manto com componentes de material crustal Arqueano em 3,2 Ga(maciço granitóide Antônio Vicente) e 3,0 Ga(maciços granitóides Rio Xingu e Mocambo). Deve-se ressaltar, entretanto, que os valores de 'épsilon'Nd (t= 1862 '+Ou-'32 Ma) igual a -8,08, idade modelo('T IND.DM) de 3,0 Ga e "delta'POT.18'O=+8,8 a +9,0% dos granitóides do maciço Mocambo, são diferentes daqueles relativos aos maciços Antônio Vicente,Velho Guilherme e Rio Xingu. Conjectura-se, assim, que: a) os granitóides do maciço Mocambo evoluíram a partir de um protólito de idade ('T IND. DM') mais jovem do que aquele dos granitóides do maciço Antônio Vicente; b) o protólito dos granitóides do maciço Mocambo tinha características isotópicas [("delta'POT.18'O e 'épsilon'Nd(t)] distintas daquelas dos protólitos dos granitóides dos maciços Antônio Vicente, Velho Guilherme e Rio Xingu. A relação Th/Ta referente aos granitóides dos maciços Velho Guilherme, Benedita e Rio Xingu sugere uma fonte dominantemente de crosta continental superior. Adicionalmente, a razão inicial 'ANTEPOT.87 Sr'/'ANTEPOT.86 Sr'=0,708 '+OU-' 0,048 obtida em granitóides do maciçoVelho Guilherme indica um baixo grau de contaminação por crosta mais antiga. Em relação aos granitóides do maciço Ubim/Sul, a razão Th/Ta sugere uma fonte magmática localizada em um segmento crustal um pouco mais profundo do que a crosta superior. O amplo espalhamento composicional observado em relação aos granitóides do maciço Antonio Vicente parece representar uma mistura de material do manto com componentes de crosta profunda e crosta continental e talvez, até, uma contribuição adicional de sedimentos. Apesar disso, os granitóides estudados não desenvolveram concentrações econômicas de metais (classe mundial). Mesmo os depósitos de cassiteritas, explotados, eram fracos e tornaram-se inviáveis economicamente. Embora reconheça-se que os granitóides sejam diferenciados extremamente silicosos e evoluídos, os processos de diferenciação magmática, estado de oxidação, a cristalização fracionada e outros fatores, não foram suficentes paragerar concentrações econômicas de elementos litófilos, como era de se esperar. Do mesmo modo, na liberação de voláteis, o fracionamenteo líquido-líquido ou, enfim, a carga fluidal atuante no estágio de alterações tardi a pós-magmáticas não propiciou a formação de depósitos importantes. Em razão do que foi comentado acima, acredita-se que granitóides da Suite Intrusiva Velho Guilherme evoluíram a partir da fusão de diferentes segmentos crustais, com participação e mistura de material mantélico, de composições particulares e empobrecidos em elementos produtores de calor (U, Th, Rb e K). Talvez a mistura de uma componente de material mantélico empobrecido em elementos litófilos com componentes crustais de crosta inferior e de crosta continental ) superior, também, empobrecidos, tenha sido o fator determinante para gerar granitóides com essas características geoquímicas. "Underplating" de magma básico tem sido sugerido, hipoteticamente, como sendo a fonte para a fusão parcial de rochas granulíticas máficas na base da crosta inferior. Neste trabalho não se descarta a hipótese da participação de sistemas do tipo "hot-spot" como fonte de calor para a fusão parcial dos protólitos dos granitóides estudados nem tampouco o modelo de plumas do manto. Os granitóides em pauta podem ainda estar relacionados à atividade magmática distal associada tanto à evolução da orogenia Maroni-Itacaiúnas, quanto à orogenia Tapajós-Ventuári. O conjunto de dados comentados neste trabalho permite estabelecer que nas áreas de ocorrência dos maciços granitóides, ora estudados, são remotas as possibilidades da existência de importantes depósitos de elementos litófilos (por exemplo estanho), com perspectivas de explotação econômica. Pode representar uma exceção a isso, a área de abrangência do maciço granitóide Mocambo, já que na mesma, ainda, existe uma reserva estocada (comunicação verbal). Entretanto, sua explotação dependerá sempre dos rumos futuros do mercado internacional, hoje extremamente desfavorável.
Title in English
not available
Keywords in English
not available
Abstract in English
The Antônio Vicente, Velho Guilherme, Mocambo, Benedita, Ubim/Sul e Rio Xingu Mesoproterozoic granitoid massifs of the Velho Guilherme lntrusive Suite belong to the Provincia Estanífera do Sul do Pará(PESP). The massifs are hosted by the Archean Granite-Greenstone Terrane of south Pará(TGGSP) and by Archean basement rocks, reworked to variable degrees, which are part of the ltacaiúnas Shear Belt. They are described as anorogenic, syeno to monzogranitic in composition, with small amounts of alkali-feldspar granite, and are affected by late to postmagmatic alterations. Geochemically, these granites are subalkaline, peraluminous to metaluminous and plot in the fields of A-type granites ('A IND.2' - subgroup) and within-plate granites. Fractional crystallization apparently was the main petrogenetic process which governed the evolution of the granites. The most fractionated members host tin mineralization, are extremely evolved, enriched in silica('SiO IND.2' > 75%) and are products of magmatic fractionation and interaction with (F, Cl) enriched fluids. These fluids, enriched in mobile volatile components, were responsible for 'Sn POT.2+' extraction from primary mineral phases, specially biotite. 'Sn POT.2+' was incorporated to complex flows of fluid solutions, where it was apparently oxidized as 'Sn POT.4+' resulting in the formation of cassiterite('+ ou -'kesterite/stannite). Petrographic, mineral chemistry and geochemical data indicate that the granitoids of this suite evolved mainly under low 'fO IND.2'('APROXIMADAMENTE IGUAL A ' '10 POT. -18') magmatic conditions, which extended to the late to postmagmatic alteration stage, were emplaced at high crustal levels and crystallized at high-T(690 to 890°C) at confining pressures variable from 0,8 to 4,0 kbar. The quartzo 1 'delta' IND. 18'O values of the Antônio Vicente, Velho Guilherme and Mocambo massifs suggest that diferent lithospheric type(sources) were involved in the genesis of the massifs. The current Pb-Pb('mu'1 between 8,9'+ou-'0,14 and 9,9'+ou-'0,60) and Sm-Nd['épsilon'Nd(t=1,8Ga))] isotopic data suggest a crustal source for the granitoids, which are, also, the result of onestage Pb-isotopic evolution. They still demonstrate that the protolithes were differentiated directly from the mantle between 3,2 - 3,0 Ga. The strongly negative 'épsilon'Nd(t) values, respectivelly, -11,93(whole rock)-12,20(zircon); -8,08(zircon); -11 ,87(whole rock)/- 12,36(zircon), can be more consistently interpreted as a result of, a predominantly Archean crust, or more preciselly, mixing between a mantle material and Archean crustal material components, during the time interval 3,2 to 3,0 Ga. The Mocambo massif yield 'épsilon'Nd(t)= -8,08 'T IND. DM' model-age(3,0 Ga) and ''delta' POT. 18'O values(+8,8 to +9,0%o) which are quiet different from those of the other massifs. This gives the evidence of derivation from a younger source. The Th/Ta ratios from the Velho Guilherme, Benedita and Rio Xingu granitoids suggest an upper continental crust source. Similarly, the initial ''ANTPOT.87Sr'/'ANTPOT.86Sr'IND. (l)' ratio from the Velho Guilherme of 0,708 '+ ou -'0,048 indicates low degree of contamination by an older depleted crustal component such as the Archean gneiss. ln relation to the Ubim/Sul granitoids, the magmatic source as indicated by these elements, is linked to a deeper crustal segment below the upper crust. The ultimate source material for the Mocambo massif granitoids seems to be a mixture of lower crust and upper continental crust material components. The variable Th/Ta ratios 3, 31 to 38,98 observed in Antônio Vicente massif are the reflection of a mixture of mantle material with lower continental crust material components, though possible amounts of metassedimentary rock contribuitions might be considered. Underplating of basic magma has been suggested, hypothetically, as necessary driven mechanism for granulitic rock partial melting of the lower crust. However, it is not discarded the hot-spots and mantle plume evolution models as appropiate mechanisms for the Archean crustal material partial melting and generation of the granitoid's protolith.. The anorogenic magmatism which generated the granitoids can be still related to the distal magmatic activity associated either to Maroni-ltacaiúnas or to the Tapajós-Ventuari orogenesis. Moreover the Velho Guilherme lntrusive Suite granitoids have evolved from melting of different crustal segments mixed, sometimes, with mantle material of particular compositions and improverished in radioactive heat production elements(U, Th, Rb and K). Apart from their tin-specialized nature, none world-class tin deposit was generated by the studied granitoids. Even the mined cassiterite pay-streaks and the majority of the aluvial deposits were of poor grade and turn out to be economically unfeasible. The magmatic fractionation processes , redox conditions , crystal fractionation, efficiency of metal extraction, etc., were not enough for the concentration of lithophile elements at the expected economic levels. Seemingly the volatile liberation, the liquid-liquid fractionation and the processes leading to fluid release during the late to postmagmatic alteration stage precluded the genesis of any important rare-metal deposit. Exception to this, is the Mocambo massif, where significant resources were measured (oral comunication - Mineração São Francisco de Assis- 1995). However, for the moment, the present tin-metal pr¡ces don't favor a payable mining operation.
 
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Publishing Date
2015-12-22
 
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