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Type: Tese
Issue Date: 23-Nov-2000
Authors: COSTI, Hilton Túlio
First Advisor: DALL'AGNOL, Roberto
Title: Petrologia de granitos alcalinos com alto flúor mineralizados em metais raros: o exemplo do Albita-granito da mina Pitinga, Amazonas, Brasil
Sponsor: CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Citation: COSTI, Hilton Tulio. Petrologia de granitos alcalinos com alto flúor mineralizados em metais raros: o exemplo do Albita-granito da mina Pitinga, Amazonas, Brasil. Orientador: Roberto Dall'Agnol. 2000. 345 f. Tese (Doutorado em Geologia e Geoquímica) - Centro de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 2000. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/8156. Acesso:.
Resumo: Os depósitos minerais ocorrentes na mina Pitinga relacionam-se aos granitos Proterozóicos Água Boa e Madeira, os quais são intrusivos em rochas vulcânicas ácidas do Grupo Iricoumé, de idade 207Pb/206Pb de 1888 ± 3 Ma. O granito Madeira é composto por quatro fácies. As facies precoces são um anfibólio-biotita-sienogranito porfirítico metaluminoso, localmente com textura rapakivi, que mostra idade 207Pb/206Pb de 1824 ± 2 Ma, e biotita-feldspato alcalino-granito equigranular peraluminoso, com idade 207Pb/206Pb de 1822 ± 1 Ma. As fácies tardias são um feldspato alcalino-granito hipersolvus porfirítico (FAGHP) com afinidades peralcalinas e idade 207Pb/206Pb de 1818 ± 2 Ma, e um albita-granito subsolvus. As relações de campo indicam que essas duas unidades interagiram e foram colocadas simultaneamente, admitindo-se para o albita-granito uma idade similar à do granito hipersolvus. O albita-granito (ABG) é composto por duas fácies. A fácies predominante é de cor acinzentada, peralcalina, denominada albita-granito de núcleo (ABGn). O ABGn é composto essencialmente por albita, quartzo, feldspato potássico e, subordinadamente, por criolita, zircão, polilitionita, riebeckita, pirocloro, mica escura rica em Fe, cassiterita e magnetita. As proporções modais das fases essenciais são aproximadamente equivalentes, sugerindo a cristalização do ABGn a partir de um líquido de composição cotética ou mínima. A origem magmática também é indicada por texturas microscópicas do tipo snowball, pela presença local de texturas de fluxo e pela sua expressiva homogeneidade geoquímica. O ABGn transiciona para uma rocha avermelhada, geoquimicamente peraluminosa, definida como albita-granito de borda (ABGb), que ocorre ao longo dos contatos do ABG com as rochas encaixantes. O ABGb é formado essencialmente por quartzo, feldspato potássico e albita, com fluorita, zircão, clorita, cassiterita, hematita e columbita. As proporções modais das fases essenciais são dispersas, com crescimento, em relação ao ABGn, no conteúdo de quartzo e redução no de albita. O ABGb é interpretado como originado por autometassomatismo do ABGn, que teve a sua mineralogia peralcalina modificada por ação de fluidos residuais. Evidências texturais indicativas de dissolução de fases primárias, formando cavidades preenchidas por fases tardias, bem como a substituição de criolita, micas e pirocloro apoiam essa interpretação. As análises por microssonda eletrônica indicam que as composições dos feldspatos do ABGn aproximam-se das dos termos finais albita e ortoclásio. Os feldspatos potássicos (Or —98%) não são pertíticos e apresentam altos teores de Rb2O (-2%) e Fe2O3 (-0,6%). As albitas (Ab —99%) mostram teores anomalamente altos de Fe2O3 (-1%) e relativamente baixos de Al2O3. Essas características composicionais indicam: (1) baixas temperaturas de cristalização para o ABGn, provavelmente inferiores a 500°C; (2) deficiência em Al2O3 no líquido a partir do qual o ABGn cristalizou. São reconhecidos dois tipos de micas no ABGb. As mais abundantes são Zn-Rb-polilitionitas, enquanto o segundo tipo é definido por micas com altos Fe, Zn, F, Rb e Li. Estas últimas apresentam Fe3+ como componente tetraédrico e baixos teores de Al2O3, sendo provisoriamente classificadas como micas tetraferríferas litiníferas (MTL). A ocorrência de mineralizações de Sn e metais raros e as composições químicas mostradas pelas micas e feldspatos, indicam que o líquido gerador do ABGn era geoquimicamente similar aos dos formadores de sistemas pegmatíticos portadores de metais raros. Os elevados teores de Fe2O3 dos feldspatos e MTLs, além da presença de magnetita, indicam que o ABG cristalizou sob condições de Fo2- relativamente elevada (~NNO). O ABGn apresenta teores muito elevados de F, Na2O, Sn, Nb, Zr, U, Th, Zn, Li e Rb, além de teores muito baixos ou nulos de CaO, MgO, TiO2, P2O5, Ba e Sr. Os valores extremos das razões K/Rb e Rb/Sr refletem o grau de fracionamento muito avançado do líquido a partir do qual o ABG cristalizou. Os padrões em "asa de gaivota" dos ETR, além das baixas razões LaN/YbN, indicam a forte influência do F durante a evolução magmática do ABGn. Os ETR mostram, internamente, se arranjam em "tetrads", indicando que seus mecanismos de fracionamento e distribuição foram controlados por processos similares aos ocorrentes em sistemas graníticos muito evoluídos. Os isótopos de Nd indicam protólitos paleoproterozóicos crustais para as fácies precoces do granito Madeira, que apresentam valores de εNd ligeiramente negativos. As amostras do ABGn e uma amostra do FAGHP apresentam valores baixos, porém positivos de εNd. Estes dados podem ser interpretados como: (1) indicando que o ABG e o FAGHP têm fontes distintas daquelas das fácies precedentes; (2) que o sistema isotópico Sm-Nd do ABG e do FAGHP foi perturbado. Finalmente, um desvio no sentido de valores de εNd extremamente negativos é mostrado pelas amostras do ABGb e por uma amostra hidrotermalizada do FAGHP . Isso demostra que os processos hidrotermais que afetaram o ABGb e, localmente, o FAGHP , causaram profundas perturbações no sistema isotópico Sm-Nd dessas rochas. O modelo petrogenético adotado, baseado em experimentos realizados no sistema albita-granito – H2O - HF a 1 Kbar, sugere que o ABG foi originado a partir de líquidos residuais derivados de magmas inicialmente ricos em F e empobrecidos em MgO, TiO2 e principalmente CaO. A concentração de F nos líquidos finais rebaixa fortemente a viscosidade, densidade e o solidus do sistema, causando uma também extrema diferenciação desses líquidos, que passam a ter uma composição similar a de pegmatitos enriquecidos em metais raros. O aumento do teor de H2O com o avanço da cristalização leva a separação de fluídos aquosos, responsáveis pela formação das rochas dos níveis pegmatíticos no interior do ABG, enquanto a fase residual rica em F geraria os bolsões e veios de criolita maciça associados a eles.
Abstract: The mineral deposits of the Pitinga mine are related to the Proterozoic Água Boa and Madeira granites. Both are intrusive in the 1888 ± 3 Ma old acid volcanic rocks of the lricoumé Group. The Madeira Granite is composed by four facies, which emplacement sequence was inferred from its field relationships. The early facies is an 1824 ± 2 Ma old, porphyritic, metaluminous amphibole biotite syenogranite, which locally shows rapakivi texture. This facies is followed by an 1822 ± 1 Ma old, equigranular, peraluminous alkali feldspar biotite gravite. The two late facies are an 1818 ± 2 Ma old porphyritic, hypersolvus, alkali feldspar grafite and subsolvus albite gravite. Contact relationships indicate that the liquids forming these two late phases coexisted during the magmatic stage. This implies that they were emplaced almost simultaneously and also that the albite gravite and the hypersolvus grafite have a similar age. The albite gravite is composed by two facies. The dominant is a gray, peralkaline core facies (CAbG), which is composed essentially by albite, quartz and K-feldspar, accompanied by cryolite, zircon, polylithionite, riebeckite, Li-Fe mica, cassiterite, pyrochlore and magnetite. The modal proportions of the essential phases are similar, suggesting a magmatic origin for the CAbG and a cotectic or near minimum composition for its melt. Other features indicating a magmatic origin for the CAbG are: (1) the common occurrence of microscopic snowball textures; (2) it's petrographic and geochemical homogeneous character; (3) local presence of associated rocks with fluidal or pegmatitic textures. The CAbG is transitional to a reddish, peraluminous border facies (BAbG), found along the contacts of the albite with the early facies of the Madeira Granite. The BAbG is composed by albite, quartz and K-feldspar, with subordinate amounts of fluorite, zircon, chlorite, cassiterite, hematite, and columbite. The BAbG modal proportions of the essential phases are more variable and it has higher quartz and lower albite modal contents compared with the CAbG. The BAbG was originated by the autometasomatic alteration of the CAbG. The fluids involved in this process had a strongly oxidizing character and associated chemical changes destabilized the peralkaline mineralogy of the CAbG as evidenced by the replacement of cryolite, micas, pyrochlore and riebeckite. EMPA analyses indicate that the feldspars of the CAbG have near end-member compositions. The K-feldspars (Or —98%) are not perthitic and show high contents of Rb20 (-2%) and Fe2O3 (-0.6%), while the albites (Ab —99%) show anomalously high Fe2O3 (-1%) and relatively low Al2O3. These compositional characteristics indicate: a final crystallization temperature around 500°C or lower for the CAbG; the Al2O3 depleted character of the CAbG melt. Two micas were identified in the CAbG, both showing extremely low K/Rb ratios and high contents of Fe, Zn e Li. The more abundant is a Zn-Rb-polylithionite and the other is dark, Fe-Li mica with high Zn, F and Rb contents. The latter is relatively impoverished in Al2O3 and has Fe in tetrahedral positions, being tentatively classified as a tetra-ferri-Li mica. The unusual chemical compositions of micas and feldspars, as weli as the associated Sn, Nb, Zr, F, mineralization indicate that the CAbG derived from a melt that was geochemically similar to those forming fractionated, rare metal NYF pegmatites. The high Fe2O3 in feldspars and high Fe2O3/FeO in the dark mica, besides the presence of magnetite in the CAbG, suggests that it crystallized under relatively oxidizing conditions (-NINO). The CAbG shows very high contents of F, Na2O, Sn, Nb, Zr, U, Th, Zn, Li and Rb, and low CaO, MgO, TiO2, P2O5, Ba, and Sr. K/Rb and Rb/Sr ratios display extreme values, demonstrating the advanced fractionation of the liquid that originates the CAbG. The gullwing-shaped REE patterns and very low LaN/YbN ratios indicate the strong influence of F during magmatic evolution. The REE are distributed as M-type tetrads, showing that the fractionation mechanisms and the distribution of the REE's were controlled by processes similar to those observed in rare metal-bearing, evolved granitic systems. The Nd isotopes indicate crustal Paleoproterozoic protholiths for the two early facies of the Madeira Granite, which shows slightly negative εNd values. The CAbG and one sample of the hypersolvus grafite show low, positive εNd values. These data can be interpreted as indicating that: (1) the albite granite and the hypersolvus grafite have a protholith which is distinct from that of the earlier facies of the Madeira Granite; (2) both group of rocks derived from a same protholith but the Sm-Nd isotopic system of the albite granite and hypersolvus grafite was disturbed. Ali analyzed samples of the BAbG and an oxidized sample of the hypersolvus grafite shows strongly negative and scattered εNd values. This suggests that the hydrothermal processes that affected these rocks were able to strongly disturb their Nd isotopic system. The adopted petrogenetic nnodel, based on experiments on the system albite grafite -H20 - HF at 1 Kbar, suggests that the albite granite was originated from residual liquids derived from pristine F-rich, MgO-, TiO2--, CaO-depleted magmas. The very high F contents of the residual liquids strongly depressed the viscosity, density and the solidus of the system. This permitted a extreme fractionation of the melt, which evolved in a temperature interval coincident with those of pegmatitic processes. Due to the increase of the H2O contents in the residual liquid in the inner portions of the albite grafite, water saturation was attained and an aqueous fluids was segregated allowing the formation of pegmatitic rocks, while the F-rich residual melt phase generated the veins and pods of massive cryolite.
Keywords: Granito
Metais não-ferrosos
Rochas ígneas alcalinas
Minerais
Petrologia
Metais pesados
Albita-granito
Mina Pitinga - AM
Química mineral
Geocronologia
Cráton Amazônico
Amazonas - Estado
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA::PETROLOGIA
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pará
Institution Acronym: UFPA
Department: Instituto de Geociências
Program: Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica
Appears in Collections:Teses em Geologia e Geoquímica (Doutorado) - PPGG/IG

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