Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-02-27T16:31:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_OpalasGemologicasPiaui.pdf: 6564571 bytes, checksum: 82dcc00928f65e813cde4049724359b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-03-02T12:11:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_OpalasGemologicasPiaui.pdf: 6564571 bytes, checksum: 82dcc00928f65e813cde4049724359b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-02T12:11:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_OpalasGemologicasPiaui.pdf: 6564571 bytes, checksum: 82dcc00928f65e813cde4049724359b2 (MD5) Previous issue date: 2014 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / UFPA - Universidade Federal do Pará / As opalas de Pedro II e Buriti dos Montes, no estado do Piauí, constituem as mais importantes ocorrências brasileiras dessa gema, tanto em termos de volume quanto pela qualidade gemológica, que é comparável à das famosas opalas australianas. No entanto, a informalidade na extração e comercialização destas opalas, assim como a falta de informações quanto à gênese destes depósitos não permitem a prospecção por novas jazidas e o estabelecimento de um certificado de procedência para as opalas do Piauí que permitisse sua inserção formal no mercado gemológico internacional. Alguns autores têm se dedicado ao estudo dessas opalas, revelando fortes evidências de sua origem hidrotermal, mas até então, nenhum trabalho abordou as características físico-químicas dos fluidos que teriam originado esses depósitos de opalas. Diante disso, o principal objetivo deste trabalho foi entender o sistema hidrotermal responsável pela gênese das opalas do Piauí, ou seja, caracterizar os fluidos que originaram a mineralização e mostrar sua relação com o contexto geológico da região. Os municípios de Pedro II e Buriti dos Montes se localizam na porção nordeste do estado do Piauí, a aproximadamente 230 km a leste da capital Teresina, e as ocorrências de opala se encontram na porção basal da Bacia do Parnaíba, constituindo veios e vênulas nos arenitos dos grupos Serra Grande (Buriti dos Montes) e Canindé (Pedro II), os quais são seccionados por soleiras e diques de diabásio da Formação Sardinha. Elas também ocorrem cimentando brechas e como depósitos coluvionares e de paleocanal. Associados às opalas, localmente encontram-se veios de quartzo, calcedônia, barita e hematita (ou goethita). De maneira geral, as opalas de Pedro II apresentam jogo de cores, são predominantemente brancas ou azuladas com aspecto leitoso, semitranslúcidas a opacas e com inclusões sólidas pouco aparentes. Em contrapartida, as opalas de Buriti dos Montes não apresentam jogo de cores, a cor varia entre amarelo claro e vermelho amarronzado, são semitransparentes a translúcidas e contêm grande variedade de inclusões sólidas. Os dados obtidos revelam que as opalas de Pedro II são tipicamente do tipo amorfo (opala-A), enquanto as opalas de Buriti dos Montes variam entre amorfas e cristobalita-tridimita (opala-CT). Na opala preciosa, o típico jogo de cores é causado pelo arranjo regular das esferas de sílica que as constituem. A ausência de cimento opalino entre as esferas reforça a beleza desse efeito. Em contrapartida, as opalas laranja não apresentam jogo de cores, mas têm maior transparência devido ao diminuto tamanho das esferas. As inclusões sólidas também produzem belos efeitos nas opalas estudadas, principalmente na variedade laranja, que é mais transparente. Além disso, o conjunto de inclusões sólidas revela características intrínsecas aos processos hidrotermais que originaram as opalas estudadas. Agregados botrioidais, dendríticos e nodulares são exemplos de inclusões formadas por fragmentos dos arenitos hospedeiros carreados pelos fluidos hidrotermais que geraram as opalas. As inclusões sólidas também têm relação direta com a cor das opalas. Nas opalas de Buriti dos Montes, os tons de vermelho, laranja e amarelo são produzidos pela dissolução parcial das inclusões constituídas por oxihidróxidos de Fe. De maneira semelhante, a cor verde nas opalas preciosas está relacionada aos microcristais de Co-pentlandita inclusos nas mesmas. O conjunto de minerais associados às opalas conduz a uma assinatura mineralógicogeoquímica marcada pelos elevados teores de Fe e Al nas opalas com inclusões de hematita/goethita e caulinita, e assim também com aumento considerável dos teores de elementos terras raras nas opalas em que se concentram as inclusões de caulinita e apatita. Entre os elementos-traço, Ba é o mais abundante, e provavelmente foi incorporado pelo fluido hidrotermal, tendo em vista que veios de barita são encontrados com frequência nessa região da Bacia do Parnaíba. Várias feições como estruturas de fluxo nas opalas, corrosão e dissolução parcial dos cristais de quartzo hialino e de inclusões mineralógicas, vênulas de quartzo hidrotermal sobrecrescidas aos grãos detríticos, e zoneamento dos cristais de quartzo confirmam que essas opalas têm origem hidrotermal. A ruptura do Gondwana teria provocado um vasto magmatismo básico fissural, que por sua vez foi responsável pelo aporte de calor que gerou as primeiras células convectivas de fluidos quentes. A água contida nos arenitos certamente alimentou o sistema e se enriqueceu em sílica através da dissolução parcial ou total dos próprios grãos de quartzo dos arenitos. Este fluido hidrotermal foi posteriormente aprisionado em sistemas de fraturas e nelas se resfriou, precipitando a opala e minerais associados. / Opals from Pedro II and Buriti dos Montes, in the Piauí State, are the most important occurrences of this gemstone in Brazil, both in terms of volume and -gemological quality that is comparable to the famous Australian opals. However, informality in the extraction and marketing of these opals, as well as the lack of information about the genesis of these deposits do not permit prospecting for new deposits, and the establishment of a certificate of origin for Piauí opals, would allow their formal participation in the international gemological market. Some authors have been studied these opals, revealing strong evidences of their hydrothermal origin, but until now, no work discussed the physico-chemical characteristics of the fluids that would have originated these opals deposits. Thus, the main objective of this work was to understand the hydrothermal system responsible for the genesis of opals from Piauí, i.e., to characterize the fluids that originated the mineralization and show its relationship with the geological context of this region. Pedro II and Buriti dos Montes counties are located in the northeastern portion of the Piauí State, at approximately 230 km east of the capital Teresina. The opal occurrences are on the basis of the Parnaíba Basin, constituting veins and veinlets in the sandstones of the Serra Grande (Buriti dos Montes) and Canindé (Pedro II) groups, which are cut by diabase sills and dikes of the Sardinha Formation. They also occur in cementing breccias and as colluvial and paleochannel deposits. Associated to opals, locally there are veins of quartz, chalcedony, barite and hematite (or goethite). In general, opals from Pedro II present play-of-color, are mostly white or bluish with a milky appearance, semitranslucent to opaque, and have solid inclusions little bit apparent. In contrast, orange opals from Buriti dos Montes do not show play-of-color, their color ranges from light yellow to brownish red, they are semitransparent to translucent, and contain a large variety of solid inclusions. The obtained data reveal that the opals from Pedro II are typically of amorphous type (opal-A), while the opals from Buriti dos Montes range between amorphous and cristobalite-tridymite (opal-CT). In the precious opals, the typical play-of-color is caused by the regular arrangement of the silica spheres that constitute them. The absence of opaline cement among the spheres reinforces the beauty of this effect. On the other hand, the orange opals do not show play-of-color, but they have greater transparency due to the small size of the spheres. The solid inclusions also produce beautiful effects in the studied opals, mainly in the orange variety that is more transparent. Besides this, the solid inclusions set reveals intrinsic characteristics to hydrothermal processes that originated the studied opals. Botryoidal, dendritic and nodular aggregates are examples of inclusions formed by fragments of the host sandstones, which were carried by the hydrothermal fluids that generated the opals. In the opals from Buriti dos Montes, the red, orange and yellow hues are produced by the partial dissolution of the Fe oxy-hydroxides inclusions. Similarly, the green color in the precious opals is related to Co-pentlandite microcrystals included in them. The set of minerals associated to opals leads to a mineralogical-geochemical signature marked by high contents of Fe and Al in opals with hematite/goethite and kaolinite inclusions, such as the considerable increase in the rare earth elements contents, in the opals that have kaolinite and apatite inclusions. Among the trace elements, Ba is the most abundant, and it probably was incorporated to hydrothermal fluid, considering that veins of barite are frequently found in this region of Parnaíba Basin. Some features such as flow structures in the opals, corrosion and partial dissolution in the hyaline quartz crystals and mineralogical inclusions, hydrothermal quartz veinlets that overgrew to detrital grains, and zoning in the quartz crystals, confirm that these opals have hydrothermal origin. The Gondwana rupture would have caused a wide fissural basic magmatism, which was the responsible for the heat supply that generated the first convective cells of hot fluids. The water contained in the sandstones certainly filled the system and enriched in silica through partial or total dissolution of the quartz grains of sandstones. This hydrothermal fluid was subsequently hosted and cooled in the fracture systems, precipitating the opal and associated minerals.