Este trabalho trata das principais características mineralógicas e geoquímicas do manto de intemperismo desenvolvido sobre as rochas do Complexo alcalino-carbonatítico de Chiriguelo. Inicialmente, os diferentes tipos de rochas do complexo foram investigados, o que, juntamente com dados disponíveis na literatura, caracterizou o complexo como sendo constituído basicamente por rochas silicáticas feníticas de composição álcali-sienítica e nefelina-sienítica com geoquímica predominantemente sub-alcalina potássica, além de rochas carbonatíticas exclusivamente sovíticas. As rochas silicáticas são constituídas predominantemente por feldspato potássico parcialmente sericitizado e, em menor importância, egirina-augita; andradita, titanita e biotita, que representam juntos cerca de 10% da rocha. No carbonatito, a calcita ocupa mais de 95% do volume, com 5% de biotita, quartzo, barita e apatita. Sobre estas rochas, sobrepuseram-se dois eventos importantes na constituição do complexo, um tardimagmático de composição predominantemente ferruginosa, com quartzo, apatita e, mais raramente pirocloro, e um evento hidrotermal evidenciado por farta venulação de calcita recristalizada, eventualmente com quartzo. O evento tardimagmático ferruginoso foi quantitativamente importante e causou forte brechação nas rochas pré-existentes. O produto final dessas interações produziu fácies que podem ser classificadas como sílico e ferrocarbonatitos, principalmente. Durante a evolução do manto de intemperismo, as fácies brechadas são as primeiras a se desestabilizarem devido ao seu maior fraturamento, seguidas pelas rochas carbonatíticas e pelas silicáticas. Iniciado o processo de alteração, há formação de vazios, relativos principalmente à dissolução das calcitas, e formação de relevo cárstico com desmoronamentos internos. Estes, serão importantes no desenvolvimento do manto de alteração, uma vez que promovem repetidas adições de material carbonatítico junto a materiais mais evoluídos. A zonalidade mineralógica e química vertical, comumente observada em perfis de alteração é pouco evidente no manto sobre o complexo de Chiriguelo. Há dissolução inicial de calcita que, além de liberar microinclusões de óxidos e fosfatos de ETR e apatita, torna alcalinas as águas percolantes, promovendo a dissolução da fase ferruginosa tardimagmática e, aparentemente, também das inclusões ricas em ETR recém liberadas. Num segundo estágio da alteração, dá-se a dissolução dos minerais da rocha silicática, também iniciando-se nas fácies brechadas, com a egirina-augita, andradita e titanita, nesta ordem, e posterior alteração dos feldspatos e biotitas. A mineralogia desenvolvida no manto de alteração do complexo de Chiriguelo é formada basicamente por compostos ferruginosos mal cristalizados, com importantes e sistemáticos teores em Al, Si e P, e teores variados em Ti, Mn e Ba e, em menor escala, por aluminofosfatos tipo gorceixita, eventualmente com teores importantes em Si e Fe e óxidos e fosfatos de ETR; compostos sílico-aluminosos tipo caulinita são menos freqüentes, concentrando-se nas fácies mais evoluídas do manto de alteração. Os pirocloros foram caracterizados como predominantemente ricos em Pb e U, e menos freqüentemente com Ba; o Sr também está presente. Sofre dissolução incongruente, com retenção preferencial de Ti e Nb e lixiviação de Pb, Ba, Ca e, nos estágios mais evoluídos, de U. O estudo isotópico foi desenvolvido sobre calcitas de cinco naturezas distintas, três pré-meteóricas e duas com participação de calcita supérgena: 1) da rocha carbonatítica, 2) da rocha silicática, 3) dos veios hidrotermais; 4) de rocha carbonatítica em alteração (mistura de calcita primária e possivelmente supérgena) e 5) associadas a ossos junto ao material supérgeno mais evoluído. O estudo das calcitas de origem endógena em comparação com estudos teóricos de modelagem em fracionamento isotópico caracterizou condições de formação das rochas silicáticas em temperaturas próximas a 450-500ºC e relação entre C\'O IND.2\'/\'H IND.2\'O próximas de 0,5 e formação das rochas carbonatíticas em temperaturas em torno de 400ºC com relações de fluidos C\'O IND.2\'/\'H IND.2\'O próxima de 1. Nas condições hidrotermais estimou-se temperaturas inferiores a 350-400ºC para o sistema, e relações C\'O IND.2\'/\'H IND.2\'O de 0,8 para as rochas silicáticas e variando entre 0,9 e 1,0 para as rochas carbonatíticas. Nestas rochas, estudos isotópicos de Sr e Nd não evidenciaram contaminação crustal. As calcitas de veios hidrotermais mostraram fracionamento isotópico compatível com calcitas formadas com alguma participação de águas meteóricas. As calcitas supérgenas de rocha carbonatítica em alteração e associadas a ossos mostraram fracionamentos esperados para minerais de origem intempérica, com diminuição dos valores de \'delta POT.13 C\' e aumento simultâneo nos valores de \'delta POT.18 O\'. As pequenas variações nos valores de \'delta POT.13 C\' dessas calcitas supérgenas em relação aqueles das calcitas da rocha carbonatítica indicam aparentemente pequena participação de carbono de origem vegetal nas águas de superfície e as grande variações nos valores de \'delta POT.18 O \' caracterizam calcitas precipitadas em desequilíbrio isotópico com as águas percolantes locais. / Mineralogical and geochemical characteristics of weathered and fresh material from the Chiriguelo alkaline carbonatitic complex were studied. For fresh material, the results obtained here, together with published results indicate that this complex is constituted by sub-alkaline potassic fenites (alcali-syenitic and nepheline-syenitic), and by sovitic carbonatites. Silicate rocks have partially sericitized K-feldspar and, in minor amounts, aegirine-augite; andradite, sphene and biotite represent 10% of the rocks. In the sovite, calcite represents up to 95% in volume; 5% the rest being constituted by biotite, quartz, baryte and apatite. Two important superimposed events are (i) tardimagmatic with ferruginization and formation of quartz, apatite and pyrochlore, and (ii) hydrothermal, with recrystallized calcite, with or without quartz. The tardimagmatic event caused strong brecciation of the rocks, with formation of silico and iron carbonatites mainly. During weathering, the brecciation facies were the first to be modified, due to their fracturing degrees, followed by in carbonatites and fenites. Calcite dissolution cause void formation with development of karstic features. This process causes internal slumping, important in the mantle development, mixing materials of different compositions degrees of weathering. The vertical zonation of the weathering profile therefore is complex, and abnormal. During weathering, calcite is the first mineral to desestabilize, releasing microinclusions of REE oxides and phosphates and apatite, and making the interstitial waters alkaline. In this environment, the ferruginous tardimagmatic phase and the REE-rich inclusions are weathered. Following, in the silicatic rocks, mainly in the brecciated zones, egirine-augite, andradite and sphene are affected, and after, K-feldspar and biotites. Supergene products in the mantle are mainly poorly crystallised ferruginous compounds, with important concentrations of Al, Si, and P, less important presence of Ti, Mn, and Ba; gorceyxite type aluminous phosphates are also present, with Si and Fe, as REE oxydes and phosphates; less common are kaolinite type silicoaluminous products, mainly in the more evolved parts of the weathering profile. Pyrochlore were recognized as rich in Pb and U, and, less important, Ba. Sr is also present. It shows incongruent dissolution, keeping Ti and Nb and releasing Pb, Ba, and Ca, and, later, U. Stable isotope studies of O and C were carried out on five types of calcite: 1) from carbonatite, 2) from silicatic rocks, 3) from hydrothermal phase, 4) from weathered carbonatite, and 5) associated to animal bones within very weathered material. Results revealed temperatures of 450/500ºC and CO2/H2O ratio close to 0.5 for silicatic rocks formation, and temperatures of 400ºC with CO2/H2O ratio close to 1.0 for carbonatitic rocks formation. In this rocks, Sr and Nd isotopic studies don\'t show crustal contamination. For hydrothermal conditions, the temperature as to be less than 350/400ºC, and the CO2/H2O ratio 0.8 for silicatic and 0.9/1.0 for carbonatitic rocks. Hydrothermal calcites were contaminated by meteoric waters. Supergene calcites have typically meteoric fractionation, with diminution of \'delta POT.13 C\' and increase of \'delta POT.18 O\'. Small variation of \'delta POT.13 C\' values in supergene calcites compared to fresh calcite show that vegetal carbon had no important influence on the composition of meteoric waters, while large variation of \'delta POT.18 O\' shows that calcite precipitated in disequilibrium with local waters.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-27102015-133031 |
| Date | 31 January 1997 |
| Creators | Arnaldo Alcover Neto |
| Contributors | Maria Cristina Motta de Toledo, Celso Henrique Fernandez Granato, Henrique Kahn, Francisco Eduardo de Vries Lapido-Loureiro, Sonia Maria Barros de Oliveira |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Geoquímica e Geotectônica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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