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Evolução geológica pré-cambriana e aspectos da metalogênese do ouro do cráton São Luís e do Cinturão Gurupi, NE-Pará/ NW-Maranhão, Brasil
(Universidade Federal do Pará, 2004-07-06) KLEIN, Evandro Luiz; GIRET, André; HARRIS, Christopher; MOURA, Candido Augusto Veloso; http://lattes.cnpq.br/1035254156384979
Na região limítrofe entre os estados do Pará e Maranhão, conhecida como Gurupi, afloram rochas ígneas e metamórficas recobertas por sedimentação fanerozóica, ocupando parte da Província Estrutural Parnaíba. Estudos geocronológicos pioneiros baseados nos métodos Rb- Sr e K-Ar mostraram a existência de dois domínios geocronológicos distintos nessa região com rochas aflorantes em direção à costa atlântica apresentando assinatura paleoproterozóica, com idades em torno de 2000 Ma, enquanto que rochas aflorantes para sul-sudoeste mostram assinatura neoproterozóica, principalmente entre 800 e 500 Ma. Esses domínios passaram a ser denominados, respectivamente, Cráton São Luís e Cinturão Gurupi. Propostas litoestratigráficas sucederam-se por mais de duas décadas, mas sempre careceram de dados geocronológicos robustos para justificar o posicionamento estratigráfico das unidades. Modelos evolutivos polarizaram-se entre propostas de evolução monocíclica ou policíclica para o Cinturão Gurupi, também carecendo de geocronologia e geologia isotópica para consubstanciar interpretações. Além disso, depósitos auríferos associam-se às duas unidades geotectônicas, mas raros foram alvo de estudos geológicos ou genéticos. Esta tese aborda em maior ou menor grau esses problemas gerais. Uma reformulação da litoestratigrafia regional e uma proposta de evolução geológica foi alcançada através da reavaliação dos dados geológicos, geoquímicos, geocronológicos e isotópicos existentes, e da geração de novos dados geocronológicos em zircão por evaporação de Pb e U-Pb convencional e por LAM-ICP-MS. Dados isotópicos de Nd em rocha total foram também obtidos, permitindo a investigação de processos de acresção e retrabalhamento crustal. Os resultados mostram que a região possui uma evolução relativamente complexa, com intensa e extensa geração de rochas juvenis cálcico-alcalinas e subordinado retrabalhamento de crosta continental arqueana entre 2,24 e 2,15 Ga, e com fusão crustal, migmatização localizada, plutonismo peraluminoso, metamorfismo e deformação em torno de 2,10 Ga. Os seguintes resultados foram obtidos para as unidade litoestratigráficas e litodêmicas estudadas no Cráton São Luís: Grupo Aurizona, metavulcanossedimentar ligado a arcos de ilha, idade máxima 2241 Ma (juvenil), com provável evolução até cerca de 2200 Ma; Suíte Intrusiva Tromaí, tonalitos metaluminosos, calcico-alcalinos de arco de ilha oceânico, 2168 Ma (juvenil); Granito Areal, calcico-alcalino fracamente peraluminoso, 2150 Ma (mistura de material juvenil e retrabalhamento de arco de ilha). No Cinturão Gurupi foram obtidos os seguintes resultados: Metatonalito Igarapé Grande, tonalito granoblástico de ocorrência localizada, 2594 Ma; Complexo Itapeva, gnaisses tonalíticos localmente migmatizados, 2167 Ma (dominantemente juvenil); Formação Chega Tudo, vulcanossedimentar ligada a arcos de ilhas, 2150-2160 Ma (juvenil); Granito Maria Suprema, muscovita leucogranito (peraluminoso) intrusivo sintectonicamente no Complexo Itapeva há 2100 Ma (fusão crustal), idade de outros granitoides peraluminosos já datados anteriormente na região. O Grupo Gurupi é tentativamente posicionado no Paleoproterozóico (>2160 Ma), mas não há elemento que comprove essa hipótese. Os dados são interpetados em termos de tectônica de placas, com abertura de bacia oceânica um pouco antes de 2260 Ma, formação de arcos de ilha oceânicos, subducção e produção volumosa de magmas calcico-alcalinos e retrabalhamento dos arcos entre 2170-2150 Ma. Esse conjunto foi amalgamado a uma margem continental periférica a um bloco arqueano existente ao sul (parte arqueana do Cráton Amazônico ou núcleo cratônico encoberto atualmente pela sedimentação fanerozóica) numa colisão fraca, dirigida de NNE para SSW, mas suficiente para gerar algum espessamento crustal e permitir a fusão de parte da crosta paleoproterozóica recém formada e da crosta arqueana (ou de seus derivados detríticos) preexistente. Esse episódio colisional, ocorrido há cerca de 2100-2080 Ma refletiu-se no metamorfismo, deformação e migmatização local, além da intrusão dos granitóides peraluminosos. A região foi novamente palco de atividade no Neoproterozóico, com o bloco amalgamado no Paleoproterozóico sendo rompido, com formação de rifte continental marcado pela intrusão de magma alcalino (Nefelina Sienito Gnaisse Boca Nova) há 732 Ma. Rochas sedimentares depositadas nessa bacia (Formação Marajupema) apresentam cristais detríticos de zircão, os mais jovens com 1100 Ma. Esse rifte evoluiu provavelmente para uma bacia oceânica, de dimensões ainda desconhecidas, o que é sugerido por dados recentes da literatura que mostram grande quantidade de cristais detríticos de zircão com idade em torno de 600-650 Ma em bacias sedimentares da região, que contêm sedimentos imaturos, e pela intrusão de granitóide peraluminoso (colisional), há 550 Ma. Essa bacia foi fechada, com a colisão do orógeno contra o bloco amalgamado no Paleoproterozóico, com transporte de massa de SSW para NNE. A idade do clímax desse episódio orogênico neoproterozóico e do metamorfismo que o acompanhou não foi claramente determinada, existindo informações ambígüas que apontam para o intervalo 650- 520 Ma (zircão do nefelina sienito e idades Rb-Sr e K-Ar em minerais). A metalogenia dos depósitos auríferos foi abordada numa escala de reconhecimento através do estudo geológico dos mesmos, dos fluidos hidrotermais e das condições físicoqu ímicas de formação dos depósitos. As investigações envolveram análises químicas de cloritas, estudos de inclusões fluidas e geoquímica de isótopos estáveis (O, H, C, S) e radiogênicos (Pb). Relações estruturais e texturais permitiram caracterizar os depósitos como pós-metamórficos e tardi- a pós-tectônicos com relação aos eventos paleoproterozóicos, conforme sugerido pelos isótopos de Pb (pós 2080 Ma). Regionalmente os depósitos foram formados em condições de T-P entre 280°-380°C e 2-3 kb, a partir de fluidos aquo-carbônicos relativamente reduzidos, de baixa salinidade (5% massa equiv. NaCl), moderada a alta densidade, e ricos em CO2 (tipicamente <20 moles %; traços de CH4 e N2), que sugerem fortemente separação de fases. Estudos de isótopos estáveis sugerem fontes distintas para fluidos e solutos. Duas fontes são indicadas para o carbono presente em carbonatos, grafita e inclusões fluidas: uma fonte orgânica subordinada e outra fonte indefinida, que pode ser magmática, metamórfica ou mantélica (ou mistura de ambas). O enxofre de sulfetos apresenta assinatura magmática, tendo derivado diretamente de magmas ou por dissolução de sulfetos magmáticos. Isótopos de oxigênio e hidrogênio de minerais silicatados e inclusões fluidas combinados atestam fontes metamórficas para os fluidos. Portanto, reações de desidratação e descarbonização produzidas durante o metamorfismo das seqüências vulcanossedimentares paleoproterozóicas devem ter produzido os fluidos investigados. O ouro foi transportado por um complexo do tipo Au(HS)2 - e precipitou devido à separação de fases e reações dos fluidos com as rochas encaixantes. Os dados geológicos e genéticos encaixam-se no modelo de depósitos auríferos orogênicos encontrados em cinturões metamórficos de todas as idades. Os resultados globais deste estudo trazem implicações para o entendimento das orogenias paleo- e neoproterozóicas que erigiram a Plataforma Sul-Americana e para a formação e desagregação de supercontinentes como Atlantica, Rodinia e Gondwana Ocidental. O quadro delineado encontra boa correlação, principalmente no que concerne ao Paleoproterozóico, com o que é descrito para parte da porção sudeste do Escudo das Guianas e para a porção sul do Cráton do Oeste da África. O quadro Neoproterozóico é ainda incipientemente compreendido para que se façam maiores correlações.
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Síntese geológica e geocronológica do Cráton São Luís e do Cinturão Gurupi na região do Rio Gurupi (NE-Pará / NW-Maranhão)
(2013-08) KLEIN, Evandro Luiz; MOURA, Candido Augusto Veloso
A região do Gurupi, na fronteira norte dos estados do Pará e Maranhão, é historicamente dividida em dois domínios geocronológicos (Rb-Sr, K-Ar): um paleoproterozóico (Cráton São Luís), outro neoproterozóico (Cinturão Gurupi). Dados geocronológicos em zircão (evaporação de Pb), recentemente disponibilizados, além de dados inéditos aqui apresentados, contemplam a maioria das unidades litoestratigráficas e litodêmicas regionais e, juntamente com poucos dados de Sm-Nd em rocha total, mostram ser o período entre 2,0 e 2,2 Ga a época de formação da quase totalidade das unidades rochosas (juvenis ou não). Apenas um granitóide possui idade de cristalização neoproterozóica (~0,55 Ga) e o Arqueano apresenta-se somente como vestígio em cristais herdados de zircão e em idades modelo Sm-Nd (TDM) de protólitos de algumas unidades. A avaliação das características composicionais, metamórficas, estruturais, geofísicas e geocronológicas das diversas unidades sustenta a divisão prévia em dois domínios, mas mostra que o domínio (cinturão) Gurupi possui história orogênica paleoproterozóica comum ao domínio (cráton) São Luís. O domínio Gurupi possui características de orógeno colisional, enquanto que o domínio São Luís possui características acrescionárias e ambos participaram da colagem orogênica Paleoproterozóica (2,2 - 2,0 Ga), muito importante em escala global. No Neoproterozóico, a borda sul desse conjunto foi afetada por forte atividade tectônica direcional e litogênese muito limitada, como reflexo da colagem orogênica Brasiliana, definindo a configuração atual do Cinturão Gurupi e da borda sul do Cráton São Luís.
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The mineralizing fluid in the Piaba gold deposit, São Luís cratonic fragment (NW-Maranhão, Brazil) based on fluid inclusion studies in quartz veins
(2013-03) FREITAS, Saney Cecílio Ferreira de; KLEIN, Evandro Luiz
O depósito aurífero de Piaba tornou-se a primeira mina em operação no fragmento cratônico São Luís, noroeste do Maranhão. Seu ambiente geológico compreende rochas metavulcanossedimentares do Grupo Aurizona e granitoides da Suíte Tromaí, entre outras unidades menores, formadas em ambiente de arcos de ilhas entre 2240 e 2150 Ma, juntamente com outras unidades menores. A mineralização é caracterizada por uma trama stockwork de veios e vênulas de quartzo com seus halos de alteração (clorita + muscovita + carbonato + pirita + calcopirita e ouro) hospedada em um granodiorito granofírico fino (Granófiro Piaba) e em rocha subvulcânica andesítica do Grupo Aurizona. O corpo mineralizado é espacialmente limitado à zona de cisalhamento ENE-WSW rúptil-dúctil (Falha Piaba). Estudos petrográficos, microtermométricos e por espectroscopia microRaman no quartzo definiram inclusões aquo-carbônicas bifásicas e trifásicas, produzidas por aprisionamento heterogêneo durante separação de fases, e fluidos aquosos tardios. A solução mineralizadora corresponde a um fluido aquo-carbônico composto por CO2 (5 - 24 mol%, densidade de 0,96 - 0,99 g/cm3), H2O (74 - 93 mol%), N2 (< 1 mol%), CH4 (<1mol%) e 5,5 % em peso NaCl equivalente. O minério depositou a 267 - 302ºC e 1,25 - 2,08 kbar, correspondendo a profundidades de 4 a 7 km, em consonância com o regime estrutural. A composição e o intervalo de P-T do fluido mineralizador, combinados com o caráter redutor (log ƒO2 -31,3 a -34,3) e a sulfetação da rocha hospedeira, sugerem que o ouro foi transportado como um complexo sulfetado. O minério foi depositado em consequência da separação de fase, redução da atividade de enxofre e da ƒO2 pela interação fluido-rocha.
Acesso aberto (Open Access)
U-Pb (LA-ICP-MS) of detrital zircon and whole rock Nd and geochemical constraints on the provenance, depositional age and tectonic setting of the metasedimentary Piriá Basin, northern Brazil: implications for the evolution of the Gurupi Belt
(Universidade Federal do Pará, 2016-06) LOPES, Elem Cristina dos Santos; KLEIN, Evandro Luiz; MOURA, Candido Augusto Veloso; LUCAS, Fernando Rodrigo dos Anjos; PINHEIRO, Bruno Luís Silva; RODRIGUES, Joseneusa Brilhante; SIMAS, Margarete Wagner
A Bacia do Piriá (Formação Piriá) é um rifte com forma de hemi-graben desenvolvido sobre rochas pré-cambrianas do Cinturão Gurupi. O conteúdo litológico se distribui em quatro litofácies que ocorrem interdigitadas: (1) arcóseos e grauvacas com níveis de pelitos, (2) siltitos e pelitos laminados, (3) arcóseos com estrutura hummocky, e (4) conglomerado oligomítico. Esse conjunto se formou em leques aluviais (conglomerados) e em sistema fluvial (arcóseos, grauvacas, siltitos e pelitos) que se estabeleceu e evoluiu à medida que a subsidência avançou e sofreu anquimetamorfismo e deformação tectônica muito leve. Análises U-Pb em zircão detrítico estabelecem idade máxima para a sedimentação em 591 Ma e indicam fontes detríticas com idades muito variáveis, do Neoproterozoico ao Arqueano. As fontes principais são do período Riaciano, que representa o principal período de formação de crosta continental no Fragmento Cratônico São Luís e no embasamento do Cinturão Gurupi. Fontes importantes do Neoproterozoico foram identificadas no segmento oriental da bacia. Fontes com idades desconhecidas na região foram também identificadas. Combinados, os dados U-Pb em zircão detrítico, os dados geoquímicos e de isótopos de Sm-Nd em rocha total, e petrográficos revelam proveniência principal a partir de rochas félsicas e intermediárias proximais e de fontes sedimentares retrabalhadas. Em conjunto, os resultados indicam que a Formação Piriá se depositou em bacia pós-orogênica relacionada com o estágio final do ciclo orogênico Brasiliano, responsável pelo soerguimento do Cinturão Gurupi.
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U-Pb SHRIMP and 40Ar/39Ar constraints on the timing of mineralization in the Paleoproterozoic Caxias orogenic gold deposit, São Luís cratonic fragment, Brazil
(2014-06) KLEIN, Evandro Luiz; TASSINARI, Colombo Celso Gaeta; VASCONCELOS, Paulo Marcos
Caxias é um depósito de ouro orogênico do fragmento cratônico São Luís, que é correlacionável aos terrenos Riacianos do Cráton Oeste-Africano. O depósito se formou após o metamorfismo regional (estimado em 2100 ± 15 Ma) e está hospedado em zona de cisalhamento que secciona xistos do Grupo Aurizona (2240 ± 5 Ma) e o Microtonalito Caxias. O microtonalito foi aqui datado em 2009 ± 11 Ma, e representa um estágio magmático tardio na evolução do fragmento cratônico São Luís. Cristais de zircão com idades de 2139 ± 10 Ma foram herdados da fonte magmática ou são produto de contaminação durante a intrusão. A composição dos isótopos de chumbo sugere que granitoides de arco de ilhas de ca. 2160 Ma são a fonte provável para o Pb incorporado na pirita relacionada com o minério. Sericita hidrotermal mostra idade 40Ar/39Ar de 1990 ± 30 Ma, que, combinada com a idade de posicionamento do microtonalito hospedeiro, limita o evento mineralizador ao intervalo 2020-1960 Ma.