The Marcona district of littoral south-central Perú represents the largest concentration of iron oxide-copper-gold deposits in the Central Andes. Hydrothermal activity occurred episodically from 177 to 95 Ma and was controlled by NE-striking faults. At Marcona, emplacement of massive magnetite orebodies with subordinate, overprinted magnetite-sulphide assemblages coincided with a 156-162 Ma episode of eruption of andesitic magma in the Jurassic arc, but mineralization is hosted largely by underlying, Lower Paleozoic metaclastic rocks. The magnetite orebodies exhibit smoothly curving, abrupt contacts, dike-like to tubular apophyses and intricate, amoeboid interfingering with dacite porphyry intrusions, interpreted as evidence for the commingling of hydrous Fe oxidic and silicic melts. An evolution from magnetite - biotite - calcic amphibole ± phlogopite assemblages, which are inferred to have crystallized from an Fe-oxide melt, to magnetite - phlogopite - calcic amphibole - sulphide assemblages coincided with quenching from above 700°C to below 450°C and with the exsolution of aqueous fluids with magmatic stable isotopic compositions. Subsequent, subeconomic chalcopyrite - pyrite - calcite ± pyrrhotite ± sphalerite assemblages were deposited from cooler fluids with similar δ34S, δ18O and δ13C values, but higher δD, which may record the involvement of both seawater and meteoric water. The much younger (95-110 Ma), entirely hydrothermal, Mina Justa Cu (-Ag) deposit is hosted by Middle Jurassic andesites intruded, on a district scale, by small dioritic stocks at the faulted SW margin of an Aptian-Albian shallow-marine volcano-sedimentary basin. Intense albite-actinolite alteration (ca. 157 Ma) and K-Fe metasomatism (ca. 142 Ma) long preceded the deposition of magnetite-pyrite assemblages from 500-600°C fluids with a magmatic isotopic signature. In contrast, ensuing chalcopyrite - bornite - digenite - chalcocite - hematite - calcite mineralization was entirely the product of non - magmatic, probably evaporite-sourced, brines. Marcona and Mina Justa therefore represent contrasted ore deposit types and may bear minimal genetic relationships. The former shares similarities with other Kiruna-type magnetite (-apatite) deposits. In contrast, the latter is a hydrothermal system recording the incursion of fluids plausibly expelled from the adjacent Cañete basin. Non-magmatic fluids are inferred to be a prerequisite for economic Cu mineralization in the Cu-rich IOCG deposits in the Central Andes and elsewhere. / Thesis (Ph.D, Geological Sciences & Geological Engineering) -- Queen's University, 2008-05-13 14:39:21.43

Mesozoic Cordilleran arc magmatism along the western margins of North and South America shows similar patterns of episodic activity, but differences in tectonic setting, in composition, and in peak magnitudes of magma fluxes. The development of iron oxide(-copper-gold) (‘IOCG’) mineralization accompanies the pulse of arc magmatism in North and South America, but is most prolific during the early to middle Mesozoic pre-orogenic phases of the Cordillera. The focus of this work is to better understand the episodic nature of Cordilleran magmatism, controls to magma sources and compositions, and controls to Cordilleran IOCG mineralization. The objectives of this study are accomplished by focusing on two regions of the Cordillera that experienced similar early-middle Mesozoic tectonic settings, but display very different magmatic fluxes, compositions, and development of IOCG systems. The Coastal Batholith of northern Chile was investigated for the timing, composition, and fluxes of magmatism at three scales of observation including 1:1M scale between ~18°S to 34°S, 1:100K scale between 26°S to 28°S, and 1:20K scale along a transect at ~27.5°S where new major elemental, trace elemental, and Nd, Sr, and O isotope data were acquired. From the western United States magmatic fluxes and compositions were compiled from the literature, as were characteristics of Jurassic IOCG occurrences in the central Mojave Desert, California. Geologic framework analysis at 1:250K scale and new 1:5K scale mapping of the hydrothermal features associated with Jurassic IOCG occurrences were conducted in the central Mojave Desert, California. Results from northern Chile reveal that the Coastal Batholith formed in a dominantly extensional setting, had episodic magma fluxes that were dominantly mafic (dioritic-quartz dioritic) during peak output, and has uniformly depleted mantle-like Nd and Sr isotopes regardless of magma composition. Published compilations from coeval arcs of North America indicate that they display the opposite relationships to Chile between tectonic setting, magmatic fluxes, and magmatic compositions. Results from mapping in the southern Palen Mountains, California, and synthesis of composite exposures across the central Mojave Desert, California demonstrates that IOCG systems in this region are vertically zoned and genetically related Jurassic intrusions ranging from diorite/gabbro to granite in composition. The mineralized occurrences have intermediate depth (1–4 km), cores of magnetite±hematite mineralization with sparse Fe(-Cu) sulfides, and zone upward to acid-altered tops and downward to Fe-depleted, metal-poor, Na±Ca-altered roots. These patterns resemble those observed in IOCG systems throughout the Cordillera of the Americas.

Geólogo / En esta memoria de título se estudiaron las características geológicas que determinan las respuestas de Polarización Inducida (IP) obtenidas en zonas con mineralización tipo Óxidos de Fe-Cu-Au (IOCG) y Pórfido Cuprífero. El análisis tuvo lugar en cuatro zonas mineralizadas no aflorantes ubicadas en el Norte de Chile, tres prospectos del tipo IOCG (Casualidad, Pampa y Ventanas), más un prospecto tipo Pórfido Cuprífero (Inca de Oro). La obtención de las variables geológicas se basó en el mapeo litológico y mineralógico (escala 1:500) de un total de 13 sondajes (5.449 m) que cortaron sectores anómalamente altos en efecto IP. Este mapeo fue respaldado mediante el estudio de cortes transparentes y pulidos, y un conteo detallado de sulfuros. Para depósitos tipo IOCG se estimó el contenido de magnetita a partir de datos de susceptibilidad magnética medidos en muestras de sondajes. Los datos IP fueron tomados de estudios previamente realizados, consistentes en mediciones con arreglos tipo dipolo-dipolo y polo-dipolo, distancias dipolares entre 100-200 m, y lecturas hasta el nivel n=6, que permitieron profundidades máximas de investigación en torno a los 250-400 m. El análisis de la información consistió en comparaciones gráficas y numéricas entre las variables geológicas y curvas geofísicas (cargabilidad y resistividad eléctricas) tomadas de modelos de inversión de las secciones IP. Los resultados obtenidos con esta metodología son consistentes, los cuales a la vez son coherentes con patrones petrofísicos descritos en la literatura. Los resultados indican que el contenido de sulfuros totales es el factor de primer orden que explica las variaciones en la intensidad del efecto de polarización inducida. La relación entre concentración de sulfuros y cargabilidad eléctrica presenta en general una proporcionalidad directa, pero no sigue una relación lineal. Se identificó que cargabilidades sobre 20 mili-seg se relacionan con al menos un 0,5% en sulfuros totales, mientras que cargabilidades sobre 30 miliseg son coherentes con tramos que contienen al menos un 1% de sulfuros. Cargabilidades eléctricas mayores a 20 mili-seg, en tramos donde el mapeo convencional no detectó sulfuros macroscópicos, se explicaron por la presencia de sulfuros microscópicos. De los sulfuros identificados, las variaciones en pirita son las que mejor explican cambios, de forma proporcional, en el efecto de polarización. En cuanto a la ocurrencia mineral, la presencia de diseminación fina y vetillas son las que exhiben mayor correlación con tramos de alta cargabilidad. En los depósitos tipo IOCG no se observa una relación directa entre el contenido de magnetita y cargabilidad, excepto una tendencia proporcional para altas cargabilidades en razón magnetita: sulfuros (1:4) obtenida para un sondaje. En general no se observaron correlaciones claras entre tipos litológicos y la cargabilidad, no obstante, se identificó aumentos relativos de cargabilidad en sectores con predominio de litologías granulométricamente compactas (p.ej. intrusivos).

Geóloga / El yacimiento Diego de Almagro de propiedad de la Compañía Minera Alxar es un depósito tipo IOCG dominado por hematita, con reservas estimadas en más de 70 Mt y leyes de 0.65% CuT y 0.05 gr/ton de Au. . El objetivo de este estudio es lograr una mejor comprensión de los procesos de alteración y mineralización que dieron paso a la formación de este yacimiento, y así aportar nuevos antecedentes para establecer un modelo geológico y genético del depósito en el contexto de la Franja Andina de IOCG. Este yacimiento se localiza en la Cordillera de la Costa de III Región de Atacama, a 70 km al este de Chañaral. La mineralización se encaja en las rocas volcánicas de la Fm. La Negra y el principal control estructural está dado por fallas de tendencias NW-NE y N-S, subsidiarias a la Zona de Falla de Atacama. La mena principal de cobre es calcopirita y se presenta en brechas hidrotermales con matriz de especularita. El desarrollo supérgeno alcanza unos 40 metros de profundidad desde la superficie actual y se caracteriza por minerales como crisocola y atacamita. Los estudios petrográficos indican que el depósito se formó a partir de cuatro eventos de alteración y mineralización: el primero se asocia a un pulso magmático-hidrotermal que genera cuerpos masivos y vetas de magnetita ± calcopirita y menor pirita en profundidad, acompañados de una fuerte alteración potásica que afecta a las rocas encajantes; el segundo evento está asociado a un pulso magmático-hidrotermal más oxidado, que provocaría la removilización del hierro y calcopirita, y la formación de las brechas de especularita con mineralización de cobre en zonas más someras; el tercer y cuarto evento estarían asociados a fluidos externos, los cuales generaron alteraciones tardías y periféricas de sericita, clorita, calcita y sílice. Los resultados de geoquímica muestran que los elementos mayores y algunos traza (REE, Co, entre otros) fueron removilizados durante la alteración hidrotermal. Por otra parte, los análisis de isótopos de azufre son consistentes con una fuente magmática del azufre de (δS34= -4.0 a -0.8 ). Los estudios realizados sugieren que existe una posible conexión genética en profundidad con los depósitos IOCG dominados por magnetita, e incluso con los depósitos tipo magnetita-apatito o IOA.

A Província Mineral de Carajás, situada a sudeste do Cráton Amazônico, concentra a maior parte dos depósitos de óxido de ferro-cobre-ouro (IOCG) de alta tonelagem do mundo. Apesar da grande quantidade de estudos geocronológicos, os atributos geológicos, assinaturas isotópicas e fatores responsáveis pela formação dessas grandes reservas minerais ainda são pouco compreendidos. O depósito Furnas (500 Mt @ 0,7% Cu) constitui um trend mineralizado de direção WNW-ESSE, com 9 km de extensão, situado na Falha Transcorrente do Cinzento. Apresenta expressiva relação espacial com dois corpos graníticos: o granito Cigano, paleoproterozoico, aflorante a leste, e o granito Furnas, de idade incerta e mais preservado da alteração hidrotermal apenas a oeste do depósito. As rochas hospedeiras são representadas por andalusita-muscovita-biotita xisto com estaurolita na zona de lapa e por anfibólio-granadabiotita xisto na zona de capa. A paragênese metamórfica do anfibólio-granada-biotita xisto é representada por núcleos de Fe-edenita com bordas hidrotermais de Fe-tschermakita, K-hastingsita, Fe-actinolita e K-Fesadaganaíta. Resquícios do granito Furnas, intensamente hidrotermalizados, são reconhecidos, com dificuldade, nos testemunhos de sondagem. Distintos estágios de alteração hidrotermal estão impressos nas rochas. O granito Furnas foi o único submetido à alteração sódica pervasiva inicial (albitização), sucedida por intensa silicificação, concomitante à milonitização e posterior alteração potássica (biotita), registradas, também, nas demais hospedeiras do depósito. Turmalinização posterior a concomitante à alteração potásica, foi sucedida pela cristalização de cristais milimétricos de almandina, comumente coalescentes, associados a frentes de alteração hidrotermal. O metassomatismo de ferro é representado pela formação de grunerita, seguida por cristalização de magnetita ao longo da xistosidade das rochas hospedeiras. Estágio hidrotermal tardio originou rochas grossas e isótropas a localmente foliadas, constituídas principalmente por K-hastingsita associada a halos externos de alteração clorítica e veios de quartzo, comumente mineralizados. Chamosita formada nesse estágio substituiu parcial a totalmente biotita, granada e anfibólios formados em estágios prévios. A mineralização, representada por calcopirita e bornita, ocorre em fronts de substituição nas rochas ricas em granada-grunerita-magnetita, em veios e vênulas interconectadas, configurando stockworks. Além disso, brechas com infill de sulfetos que contornam clastos constituídos por quartzo, possivelmente associado à eventos de silicificação prévios, são identificadas. Mineralização de cobre, subordinada e tardia, se associa a veios de quartzo-hastingsita-clorita-albita-carbonato, com texturas de preenchimento de espaços abertos, relacionados espacialmente às zonas de cloritização. As paragêneses reconhecidas nos distintos estágios, principalmente àquelas relacionadas à zona mineralizada, constituem uma assembleia de alta a moderada temperatura para o sistema hidrotermal relacionado à evolução do depósito Furnas. Os estilos de alteração relacionam-se a diferentes regimes deformacionais e níveis crustais, demonstrando sobreposição de eventos mineralizantes e de alteração em sistemas hidrotermais intermediários, tal qual o Furnas. / The Carajás Mineral Province, located at the southern portion of the Amazonian Craton, hosts great part of the high-grade iron-oxide-copper-gold deposits known in the world. Despite the significance of geochronological studies, the geologic features, isotopic signatures and processes responsible for the formation of these outstanding mineral resources is still poorly understood. The Furnas deposit (500 Mt @ 0.7% Cu) comprises a mineralized WNW-ESSE trend, with 9 km of extension, within the Cinzento Transcurrent Fault Zone. The deposit has notable spatial relationship with two granitic bodies: the Paleoproterozic Cigano granite, which outcrops at the east; and the Furnas granite, of uncertain age, that is well-preserved from the hydrothermal alteration only outcrops towards the west. The host rocks are represented by andalusite-muscovite-biotite schist with staurolite at the footwall and amphibole-garnet-biotite schist at the hanginwall zone. The metamorphic paragenesis of the amphibolegarnet-biotite schist is represented by Fe-edenite cores, which are rimmed by hydrothermal Fe-tschermakite, K-hastingsite, Fe-actinolite and K-Fe-sadaganaite. Relicts of the Furnas granite, highly hidrothermalized, can be barely recognized at the drillholes. Different stages of hydrothermal alteration are recognized in the Furnas Deposit. The Furnas granite underwent an early pervasive sodic alteration with albite. This was succeeded by intense silicification synchronous to milonitization, which was followed by potassic alteration with biotite, also recorded on the other host rocks. Turmalinization, later to coeval to potassic alteration, was followed by the crystallization of milimetric almandine crystals, generally coalescing, associated with hydrothermal alteration fronts. Iron metassomatism is represented by grunerite crystallization, followed by magnetite formation along the host rock foliation. A later hydrothermal stage originated coarse-grained rocks, isotropic to locally foliated, composed mainly of K-hastingsite associated with external haloes of clorite alteration and quartz veins, generally with copper mineralization. Chamosite, formed at this stage, replaced partial to totally biotite, garnet and amphiboles formed in previous hydrothermal alteration stages. Copper-gold mineralization is represented by chalcopyrite and bornite, which occur in replacement alteration fronts in the garnet-grunerite-magnetite-rich rocks, in veins, interconnected veinlets and stockworks. Besides that, breccias with sulfide infills that surround quartz clasts, probably associated with early silicification events, are also recognized. Late and subordinated copper mineralization is associated with quartz-hastingsite-chlorite-albite-carbonate veins with open-space filling textures that are spatially related to chlorite zones. The paragenesis of the distinct hydrothermal alteration stages, especially those related to the mineralized zone, constitute high to moderate temperature mineral assemblage formed in the Furnas hydrothermal system. Alteration styles are related with different deformation regimes and crustal levels, demonstrating overprinting of mineralizing and hydrothermal alteration events in intermediate hydrothermal systems, as the Furnas.

A Província Mineral de Carajás, situada a sudeste do Cráton Amazônico, concentra a maior parte dos depósitos de óxido de ferro-cobre-ouro (IOCG) de alta tonelagem do mundo. Apesar da grande quantidade de estudos geocronológicos, os atributos geológicos, assinaturas isotópicas e fatores responsáveis pela formação dessas grandes reservas minerais ainda são pouco compreendidos. O depósito Furnas (500 Mt @ 0,7% Cu) constitui um trend mineralizado de direção WNW-ESSE, com 9 km de extensão, situado na Falha Transcorrente do Cinzento. Apresenta expressiva relação espacial com dois corpos graníticos: o granito Cigano, paleoproterozoico, aflorante a leste, e o granito Furnas, de idade incerta e mais preservado da alteração hidrotermal apenas a oeste do depósito. As rochas hospedeiras são representadas por andalusita-muscovita-biotita xisto com estaurolita na zona de lapa e por anfibólio-granadabiotita xisto na zona de capa. A paragênese metamórfica do anfibólio-granada-biotita xisto é representada por núcleos de Fe-edenita com bordas hidrotermais de Fe-tschermakita, K-hastingsita, Fe-actinolita e K-Fesadaganaíta. Resquícios do granito Furnas, intensamente hidrotermalizados, são reconhecidos, com dificuldade, nos testemunhos de sondagem. Distintos estágios de alteração hidrotermal estão impressos nas rochas. O granito Furnas foi o único submetido à alteração sódica pervasiva inicial (albitização), sucedida por intensa silicificação, concomitante à milonitização e posterior alteração potássica (biotita), registradas, também, nas demais hospedeiras do depósito. Turmalinização posterior a concomitante à alteração potásica, foi sucedida pela cristalização de cristais milimétricos de almandina, comumente coalescentes, associados a frentes de alteração hidrotermal. O metassomatismo de ferro é representado pela formação de grunerita, seguida por cristalização de magnetita ao longo da xistosidade das rochas hospedeiras. Estágio hidrotermal tardio originou rochas grossas e isótropas a localmente foliadas, constituídas principalmente por K-hastingsita associada a halos externos de alteração clorítica e veios de quartzo, comumente mineralizados. Chamosita formada nesse estágio substituiu parcial a totalmente biotita, granada e anfibólios formados em estágios prévios. A mineralização, representada por calcopirita e bornita, ocorre em fronts de substituição nas rochas ricas em granada-grunerita-magnetita, em veios e vênulas interconectadas, configurando stockworks. Além disso, brechas com infill de sulfetos que contornam clastos constituídos por quartzo, possivelmente associado à eventos de silicificação prévios, são identificadas. Mineralização de cobre, subordinada e tardia, se associa a veios de quartzo-hastingsita-clorita-albita-carbonato, com texturas de preenchimento de espaços abertos, relacionados espacialmente às zonas de cloritização. As paragêneses reconhecidas nos distintos estágios, principalmente àquelas relacionadas à zona mineralizada, constituem uma assembleia de alta a moderada temperatura para o sistema hidrotermal relacionado à evolução do depósito Furnas. Os estilos de alteração relacionam-se a diferentes regimes deformacionais e níveis crustais, demonstrando sobreposição de eventos mineralizantes e de alteração em sistemas hidrotermais intermediários, tal qual o Furnas. / The Carajás Mineral Province, located at the southern portion of the Amazonian Craton, hosts great part of the high-grade iron-oxide-copper-gold deposits known in the world. Despite the significance of geochronological studies, the geologic features, isotopic signatures and processes responsible for the formation of these outstanding mineral resources is still poorly understood. The Furnas deposit (500 Mt @ 0.7% Cu) comprises a mineralized WNW-ESSE trend, with 9 km of extension, within the Cinzento Transcurrent Fault Zone. The deposit has notable spatial relationship with two granitic bodies: the Paleoproterozic Cigano granite, which outcrops at the east; and the Furnas granite, of uncertain age, that is well-preserved from the hydrothermal alteration only outcrops towards the west. The host rocks are represented by andalusite-muscovite-biotite schist with staurolite at the footwall and amphibole-garnet-biotite schist at the hanginwall zone. The metamorphic paragenesis of the amphibolegarnet-biotite schist is represented by Fe-edenite cores, which are rimmed by hydrothermal Fe-tschermakite, K-hastingsite, Fe-actinolite and K-Fe-sadaganaite. Relicts of the Furnas granite, highly hidrothermalized, can be barely recognized at the drillholes. Different stages of hydrothermal alteration are recognized in the Furnas Deposit. The Furnas granite underwent an early pervasive sodic alteration with albite. This was succeeded by intense silicification synchronous to milonitization, which was followed by potassic alteration with biotite, also recorded on the other host rocks. Turmalinization, later to coeval to potassic alteration, was followed by the crystallization of milimetric almandine crystals, generally coalescing, associated with hydrothermal alteration fronts. Iron metassomatism is represented by grunerite crystallization, followed by magnetite formation along the host rock foliation. A later hydrothermal stage originated coarse-grained rocks, isotropic to locally foliated, composed mainly of K-hastingsite associated with external haloes of clorite alteration and quartz veins, generally with copper mineralization. Chamosite, formed at this stage, replaced partial to totally biotite, garnet and amphiboles formed in previous hydrothermal alteration stages. Copper-gold mineralization is represented by chalcopyrite and bornite, which occur in replacement alteration fronts in the garnet-grunerite-magnetite-rich rocks, in veins, interconnected veinlets and stockworks. Besides that, breccias with sulfide infills that surround quartz clasts, probably associated with early silicification events, are also recognized. Late and subordinated copper mineralization is associated with quartz-hastingsite-chlorite-albite-carbonate veins with open-space filling textures that are spatially related to chlorite zones. The paragenesis of the distinct hydrothermal alteration stages, especially those related to the mineralized zone, constitute high to moderate temperature mineral assemblage formed in the Furnas hydrothermal system. Alteration styles are related with different deformation regimes and crustal levels, demonstrating overprinting of mineralizing and hydrothermal alteration events in intermediate hydrothermal systems, as the Furnas.

O prospecto Rio Vermelho está localizado no setor oriental da Província Mineral de Carajás, perto do contato com os metassedimentos da Faixa Araguaia. A mineralização está localizada em uma zona de splay da Falha de Carajás, próxima do depósito IOCG do Cristalino (Huhn et al., 1999). O minério é hospedado por granitoides arqueanos deformados e afetados por alterações hidrotermais de vários estágios controladas por estruturas NNW-SSE. O levantamento geológico de superfície-subsuperfície e petrografia detalhada, juntamente com análises de química mineral, permitiram a identificação de diferentes estágios hidrotermais. A alteração hidrotermal começa com um sistema sódico com albita e quartzo substituindo o feldspato original. A alteração sódica é melhor preservada em áreas distais. A potassificação, representada pela cristalização do microclínio juntamente com o quartzo, sobrepõe a paragênese da albita e ocorre proximal à zona de minério. A cloritização ocorre em dois momentos diferentes, pré e sin-mineralização. A pré-mineralização é caracterizada por clorita lamelar associada a epidoto e quartzo. A sin-mineralização é marcada por clorita fibro-radial, enriquecido em Fe-Al e Mn, e associada com óxidos de ferro e sulfetos de cobre que preenche veios e brechas. Antes da fase de mineralização, a silicificação marca o início da fase de brechação que produz veios de quartzo O estágio de mineralização de cobre, com o minério preenchendo brechas dominado por calcopirita, com bornita subordinada, ocorre associado a óxidos de ferro, com abundante hematita e magnetita subordinada. A sericitização com epidoto e carbonato é um processo pós-mineralização e caracteriza a última fase de alteração hidrotermal. O hidrotermalismo que começa com fases sódicas, termina com sericita, parece marcar uma variação na temperatura entre 600 a 250 °C. A transição de alteração sódica e potássica de alta temperatura para baixa temperatura na zona do minério em um ambiente dúctil-rúptil sugerem uma entrada de água meteórica no sistema. A hematita derivada da transformação de magnetita indica fluidos extremamente oxidados e sugere uma temperatura de deposição <350° C durante a formação do minério. As características hidrotermais da mineralização de cobre do Prospecto Rio Vermelho sugerem um IOCG superficial dominado por hematita. Sua posição regional nas bordas da Faixa Araguaia, mas não afetada pelos processos neoproterozóicos, abre uma nova área de exploração na parte mais oriental do Domínio Carajás. / The Rio Vermelho prospect is located in the eastern sector of the Carajás Mineral Province, near to the contact with the metassediments of the Araguaia Fold Belt. The mineralization is located in a horse splay zone of the Carajás Fault, near to the Cristalino IOCG deposit (Huhn et al. 1999). The ore is hosted by archean deformed granitoids affected by multi-stages hydrothermal alteration controlled by a NNW-SSE structures. Geological surface and subsurface survey and detailed petrography coupled with mineral chemistry analyzes allowed the identification of different hydrothermal stages. The hydrothermal alteration starts with a sodic system with albite and quartz substituting the original feldspars. The sodic alteration is preserved in distal areas. Potassification, represented by the crystallization of microcline together with quartz, overprints the albite paragenesis and occurs proximal to the ore zone. Chloritization occurs in two different moments, pre- and syn-mineralization. The pre-mineralization is characterized by lamellar chlorite associated with epidote and quartz. The syn-mineralization is marked by fibro-radial chlorite, enriched in Fe-Al and Mn, and associated with iron oxide and copper sulfides filling veins and breccias. Before the mineralization stage, silicification marks the beginning of the brecciacion phase producing quartz veins The copper mineralization stage, with ore filling breccias dominated by chalcopyrite with subordinate bornite, occurs associated with iron oxides, with abundant hematite and subordinate magnetite. Sericitization with epidote and carbonate is a post-mineralization process and characterizes the last hydrothermal alteration phase. The hydrothermalism starting with sodic phases and ending with sericite marks a temperature ranging from 600 to 250°C. The transition from high temperature sodic and potassic alteration to low temperature in the ore zone in a ductil-ruptil environment, suggest an input of oxidized meteoric water. The hematite derived from magnetite transformation indicates extremely oxidized fluids and suggests a depositional temperature < 350° during the ore formation. The hydrothermal characteristics of the copper mineralization of the Rio Vermelho Prospect suggest a shallow IOCG type dominated by hematite. Its regional position at the borders of the Araguaia Fold Belt, but not affected by the Neoproterozoic processes, opens a new area for exploration in the easternmost part of the Carajás Domain.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2018. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-05-15T16:26:56Z No. of bitstreams: 1 2018_VictorBotelhoPerezGarcia.pdf: 2313547 bytes, checksum: d593399c348afe0ec7985407648f4b34 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-05-23T10:30:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_VictorBotelhoPerezGarcia.pdf: 2313547 bytes, checksum: d593399c348afe0ec7985407648f4b34 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-23T10:30:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_VictorBotelhoPerezGarcia.pdf: 2313547 bytes, checksum: d593399c348afe0ec7985407648f4b34 (MD5) Previous issue date: 2018-05-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / O depósito GT-34, localizado a 12 km a SW da mina Sequerinho, Carajás, norte do Brasil, representa uma ocorrência incomum de Ni relacionado ao sistema Iron-OxideCopper-Gold (IOCG) regional. Ocorre ao longo de uma zona de cisalhamento subvertical de orientação NE-SW marcado por zonas de alteração alcáli-Fe encaixado em granitos a tonalitos. A aleração inicial Na-Mg e alteração Ca pervasiva formam, respectivamente, marialiate-ortopiroxênio e hornblenda-plagioclásio-clinopiroxênio. A mineralização de Ni ocorre na forma de brechas com a matriz rica em pentlandita-pirrotita-apatita e fragmentos arredondados compostos dominantemente por fragmentos da alteração Ca. Veios tardios de alteração K-Fe com magnetita ou hematita (alteração K-Fe (Mt) e alteração K-Fe (Hem), respectivamente) remobilizam parcialmente a mineralização, reprecipitando-a como calcopirita-pirrotita-magnetita (alteração K-Fe (Mt)) e como milerita-pirita-apatita (alteração K-Fe (Hem)). A alteração K-Fe (Mt) ocorre como veios irregulares ricos em flogopita-talco, enquanto a alteração K-Fe (Hem) ocorre como veios bem delimitados com K-feldspato-albita-quartzo-clorita-calcita-epidoto. As características iniciais do fluido associado a alteração Na-Mg precisam ser anidras para a estabilização do ortopiroxênio e de elevada salinidade para formação da marialita. Um fluido imiscível composto por CO2-NaCl é sugerido para a atingir tais características. A presença do ortopiroxênio indica temperaturas >700°C. Estudo experimentais indicam que marialiata não se forma a partir de fluidos ricos em NaCl a pressões >7 kbar a temperatura >700°C. A ausência de quartzo pode ocorrer devido a sua dissolução causada por fluidos ricos em NaCl sob pressões >5 kbar e temperaturas similares, também determinado experimentalmente. Cristais de zircão foram recuperados da alteração NaMg inicial e da alteração tardia K-Fe (Mt) fornecendo uma idade concordante de 2.724±4 Ga, corroborando a formação Neoarqueana do depósito GT-34, similar aos demais depósitos IOCG em Carajás. A temperatura >700°C e pressão entre 5–7 kbar, eventuais fluidos evaporíticos não podem estar presentes, sendo necessário uma fonte magmática. As idades obtidas nesse estudo se sobrepõe a idade do magmatismo bimodal Neoarqueano (2.75-2.70 Ga), suportando uma origem magmática-hidrotermal. As condições determinadas para o depósito GT-34 elevam a temperatura inicial do sistema IOCG de Carajás em pelo menos 200°C com pressões podendo chegar até 7 kbar, tornondo-o a mais profunda ocorrência associada ao sistema IOCG de Carajás conhecida até então. / The GT-34 deposit, which is located 12 km SW of the Sequerinho copper-gold mine, Carajás Province, northern Brazil, represents an unusual Ni occurrence related to a regional Iron-Oxide-Copper-Gold (IOCG) system. It occurs along a NE-SW-trending sub-vertical shear zone marked by progressive alkali-Fe alteration zones hosted in tonalite to granite intrusions. Initial Na-Mg and pervasive Ca alteration forms the unique marialite-orthopyroxene and hornblende-plagioclase-clinopyroxene associations, respectively. Nickel mineralization occurs as breccias in a pentlandite-pyrrhotite-apatiterich matrix with rounded fragments chiefly of Ca-alteration parageneses. Late-stage veins of K-Fe magnetite and hematite (K-Fe (Mt) and K-Fe (Hem)) alterations partially remobilize the mineralization, reprecipitating as chalcopyrite-pyrrhotite-magnetite and as millerite-pyrite-apatite, respectively. Potassium-Fe (Mt) occurs as irregular phlogopitetalc-rich veins, while K-Fe (Hem) occurs as sharp K-feldspar-albite-quartz-chloritecalcite-epidote veins. Initial fluid characteristics associated with Na-Mg alteration require anhydrous conditions for orthopyroxene stability and high salinity for marialite formation. An immiscible CO2-NaCl fluid is therefore associated with such conditions. The presence of orthopyroxene indicates temperatures >700°C. Experimental studies indicate that marialite does not form with NaCl-rich fluid at pressures >7 kbar under such temperatures. The absence of quartz might be caused by NaCl dissolution at pressures >5 kbar, as determined experimentally with the same temperature conditions. Zircon crystal were recovered from the initial Na-Mg alteration and late-stage K-Fe (Mt) alteration yielding a concordant 2.724±4 Ga age, corroborating the GT-34 Neoarchean formation similar to other IOCG deposits in Carajás. At >700°C and 5–7 kbar, an eventual evaporitic fluid source would not be present, making a magmatic fluid source necessary. The age constrains obtained in this study overlaps the bimodal Neoarchean magmatism (2.75-2.70 Ga), supporting a magmatic-hydrothermal origin. Determination of such conditions raises the initial temperature of the Carajás IOCG system at least 200°C and pressure up to 7 kbar, making GT-34 the deepest IOCG-related occurrence known to date for this province.

O prospecto Rio Vermelho está localizado no setor oriental da Província Mineral de Carajás, perto do contato com os metassedimentos da Faixa Araguaia. A mineralização está localizada em uma zona de splay da Falha de Carajás, próxima do depósito IOCG do Cristalino (Huhn et al., 1999). O minério é hospedado por granitoides arqueanos deformados e afetados por alterações hidrotermais de vários estágios controladas por estruturas NNW-SSE. O levantamento geológico de superfície-subsuperfície e petrografia detalhada, juntamente com análises de química mineral, permitiram a identificação de diferentes estágios hidrotermais. A alteração hidrotermal começa com um sistema sódico com albita e quartzo substituindo o feldspato original. A alteração sódica é melhor preservada em áreas distais. A potassificação, representada pela cristalização do microclínio juntamente com o quartzo, sobrepõe a paragênese da albita e ocorre proximal à zona de minério. A cloritização ocorre em dois momentos diferentes, pré e sin-mineralização. A pré-mineralização é caracterizada por clorita lamelar associada a epidoto e quartzo. A sin-mineralização é marcada por clorita fibro-radial, enriquecido em Fe-Al e Mn, e associada com óxidos de ferro e sulfetos de cobre que preenche veios e brechas. Antes da fase de mineralização, a silicificação marca o início da fase de brechação que produz veios de quartzo O estágio de mineralização de cobre, com o minério preenchendo brechas dominado por calcopirita, com bornita subordinada, ocorre associado a óxidos de ferro, com abundante hematita e magnetita subordinada. A sericitização com epidoto e carbonato é um processo pós-mineralização e caracteriza a última fase de alteração hidrotermal. O hidrotermalismo que começa com fases sódicas, termina com sericita, parece marcar uma variação na temperatura entre 600 a 250 °C. A transição de alteração sódica e potássica de alta temperatura para baixa temperatura na zona do minério em um ambiente dúctil-rúptil sugerem uma entrada de água meteórica no sistema. A hematita derivada da transformação de magnetita indica fluidos extremamente oxidados e sugere uma temperatura de deposição <350° C durante a formação do minério. As características hidrotermais da mineralização de cobre do Prospecto Rio Vermelho sugerem um IOCG superficial dominado por hematita. Sua posição regional nas bordas da Faixa Araguaia, mas não afetada pelos processos neoproterozóicos, abre uma nova área de exploração na parte mais oriental do Domínio Carajás. / The Rio Vermelho prospect is located in the eastern sector of the Carajás Mineral Province, near to the contact with the metassediments of the Araguaia Fold Belt. The mineralization is located in a horse splay zone of the Carajás Fault, near to the Cristalino IOCG deposit (Huhn et al. 1999). The ore is hosted by archean deformed granitoids affected by multi-stages hydrothermal alteration controlled by a NNW-SSE structures. Geological surface and subsurface survey and detailed petrography coupled with mineral chemistry analyzes allowed the identification of different hydrothermal stages. The hydrothermal alteration starts with a sodic system with albite and quartz substituting the original feldspars. The sodic alteration is preserved in distal areas. Potassification, represented by the crystallization of microcline together with quartz, overprints the albite paragenesis and occurs proximal to the ore zone. Chloritization occurs in two different moments, pre- and syn-mineralization. The pre-mineralization is characterized by lamellar chlorite associated with epidote and quartz. The syn-mineralization is marked by fibro-radial chlorite, enriched in Fe-Al and Mn, and associated with iron oxide and copper sulfides filling veins and breccias. Before the mineralization stage, silicification marks the beginning of the brecciacion phase producing quartz veins The copper mineralization stage, with ore filling breccias dominated by chalcopyrite with subordinate bornite, occurs associated with iron oxides, with abundant hematite and subordinate magnetite. Sericitization with epidote and carbonate is a post-mineralization process and characterizes the last hydrothermal alteration phase. The hydrothermalism starting with sodic phases and ending with sericite marks a temperature ranging from 600 to 250°C. The transition from high temperature sodic and potassic alteration to low temperature in the ore zone in a ductil-ruptil environment, suggest an input of oxidized meteoric water. The hematite derived from magnetite transformation indicates extremely oxidized fluids and suggests a depositional temperature < 350° during the ore formation. The hydrothermal characteristics of the copper mineralization of the Rio Vermelho Prospect suggest a shallow IOCG type dominated by hematite. Its regional position at the borders of the Araguaia Fold Belt, but not affected by the Neoproterozoic processes, opens a new area for exploration in the easternmost part of the Carajás Domain.

O prospecto Rio Vermelho está localizado no setor oriental da Província Mineral de Carajás, perto do contato com os metassedimentos da Faixa Araguaia. A mineralização está localizada em uma zona de splay da Falha de Carajás, próxima do depósito IOCG do Cristalino (Huhn et al., 1999). O minério é hospedado por granitoides arqueanos deformados e afetados por alterações hidrotermais de vários estágios controladas por estruturas NNW-SSE. O levantamento geológico de superfície-subsuperfície e petrografia detalhada, juntamente com análises de química mineral, permitiram a identificação de diferentes estágios hidrotermais. A alteração hidrotermal começa com um sistema sódico com albita e quartzo substituindo o feldspato original. A alteração sódica é melhor preservada em áreas distais. A potassificação, representada pela cristalização do microclínio juntamente com o quartzo, sobrepõe a paragênese da albita e ocorre proximal à zona de minério. A cloritização ocorre em dois momentos diferentes, pré e sin-mineralização. A pré-mineralização é caracterizada por clorita lamelar associada a epidoto e quartzo. A sin-mineralização é marcada por clorita fibro-radial, enriquecido em Fe-Al e Mn, e associada com óxidos de ferro e sulfetos de cobre que preenche veios e brechas. Antes da fase de mineralização, a silicificação marca o início da fase de brechação que produz veios de quartzo O estágio de mineralização de cobre, com o minério preenchendo brechas dominado por calcopirita, com bornita subordinada, ocorre associado a óxidos de ferro, com abundante hematita e magnetita subordinada. A sericitização com epidoto e carbonato é um processo pós-mineralização e caracteriza a última fase de alteração hidrotermal. O hidrotermalismo que começa com fases sódicas, termina com sericita, parece marcar uma variação na temperatura entre 600 a 250 °C. A transição de alteração sódica e potássica de alta temperatura para baixa temperatura na zona do minério em um ambiente dúctil-rúptil sugerem uma entrada de água meteórica no sistema. A hematita derivada da transformação de magnetita indica fluidos extremamente oxidados e sugere uma temperatura de deposição <350° C durante a formação do minério. As características hidrotermais da mineralização de cobre do Prospecto Rio Vermelho sugerem um IOCG superficial dominado por hematita. Sua posição regional nas bordas da Faixa Araguaia, mas não afetada pelos processos neoproterozóicos, abre uma nova área de exploração na parte mais oriental do Domínio Carajás. / The Rio Vermelho prospect is located in the eastern sector of the Carajás Mineral Province, near to the contact with the metassediments of the Araguaia Fold Belt. The mineralization is located in a horse splay zone of the Carajás Fault, near to the Cristalino IOCG deposit (Huhn et al. 1999). The ore is hosted by archean deformed granitoids affected by multi-stages hydrothermal alteration controlled by a NNW-SSE structures. Geological surface and subsurface survey and detailed petrography coupled with mineral chemistry analyzes allowed the identification of different hydrothermal stages. The hydrothermal alteration starts with a sodic system with albite and quartz substituting the original feldspars. The sodic alteration is preserved in distal areas. Potassification, represented by the crystallization of microcline together with quartz, overprints the albite paragenesis and occurs proximal to the ore zone. Chloritization occurs in two different moments, pre- and syn-mineralization. The pre-mineralization is characterized by lamellar chlorite associated with epidote and quartz. The syn-mineralization is marked by fibro-radial chlorite, enriched in Fe-Al and Mn, and associated with iron oxide and copper sulfides filling veins and breccias. Before the mineralization stage, silicification marks the beginning of the brecciacion phase producing quartz veins The copper mineralization stage, with ore filling breccias dominated by chalcopyrite with subordinate bornite, occurs associated with iron oxides, with abundant hematite and subordinate magnetite. Sericitization with epidote and carbonate is a post-mineralization process and characterizes the last hydrothermal alteration phase. The hydrothermalism starting with sodic phases and ending with sericite marks a temperature ranging from 600 to 250°C. The transition from high temperature sodic and potassic alteration to low temperature in the ore zone in a ductil-ruptil environment, suggest an input of oxidized meteoric water. The hematite derived from magnetite transformation indicates extremely oxidized fluids and suggests a depositional temperature < 350° during the ore formation. The hydrothermal characteristics of the copper mineralization of the Rio Vermelho Prospect suggest a shallow IOCG type dominated by hematite. Its regional position at the borders of the Araguaia Fold Belt, but not affected by the Neoproterozoic processes, opens a new area for exploration in the easternmost part of the Carajás Domain.