A região das jazidas de esmeraldas de Capoeirana e Belmont, MG, foi estudada quanto a evolução geológica precambriana e sob aspectos genéticos das mineralizações de esmeraldas. Os métodos de trabalho foram de geologia de campo incluindo mapeamento (1:10000) e amostragens para estudos petrográfico-geoquímicos e mineralógico-cristalográficos. A área estudada, para qual apresenta-se um mapa geológico em escala 1:18000, e parte do extremo NE do Quadrilátero Ferrífero, e, como tal, de evolução arqueo-proterozóica policíclica. A evolução geológica compreende estágios arqueanos representados por associações de gnaisses e granitoides TTG e terrenos granito-greenstone belt, e estágios de retrabalhamentos tectono-metamórficos proterozóicos. As mineralizações de esmeraldas também se devem a processos arqueanos e proterozóicos. As rochas TTG, migmatitos (de anatexia), gnaisses metatéticos e metagranitóides polimetamórficos são os litotipos arqueanos mais antigos da região. Ocorrem em corpos restritos preservados dos retrabalhamentos proterozóicos, no interior dos corpos regionais de Granitóides Borrachudos e Metagranitóides Foliados com Fluorita. São rochas, em geral, cinzas claras, hololeucocráticas, ricas em quartzo (per-quartzosas), calci-sódicas e levemente córindon-normativas. Incluem ainda tipos mais evoluídos, sodi-potássicos e, entre estes, alguns com tendências de granitos tipo A. As rochas da associação TTG são consideradas de origens ígneas, orogênicas, e, em termos de análogos modernos, mais similares a granitos de arcos continentais. As sequências metavulcano-sedimentares de Capoeirana e Belmont são consideradas mais jovens que as rochas TTG, sendo partes tectonicamente disruptas de um greenstone belt arqueano. Distinguem-se das rochas TTG (polimetamórficas de alto grau) por um hiato metamórfico: foram afetadas por apenas um metamorfismo de baixo grau arqueano (no final da evolução greenstone belt), seguido, no Proterozóico Inferior a Médio, pelo principal metamorfismo regional progressivo, de grau variável - médio a alto - na área estudada. As sequências metavulcano-sedimentares compreendem grande variedade litológica, incluindo como tipos essenciais xistos e anfibolitos metaultramáficos, anfibolitos metabásicos e metaintermediários, gnaisses e xistos metavulcanoclásticos, calciossilicáticos e metassedimentares clásticos (derivados de pelitos/siltitos, arenitos líticos e de quartzo-arenitos/quartizitos). Destacam-se, entre outras, como características típicas de greenstone belt arqueano a sucessão litológica geral e, em particular, a natureza extrusiva das rochas metaultramáficas que ocorrem como corpos e/ou níveis delgados (de espessura de poucos metros a submétricas) concordantes com as demais litologias metavulcano-sedimentares. Estes apresentam, às vezes, pequenas concentrações de cromitas na forma de cromititos disseminados com teores baixos a médios, e sempre anomalias geoquímicas de zinco (várias centenas de ppm) que se devem aos teores deste elemento na estrutura das cromitas acessórias e cumuláticas. Os anfibolitos metabásicos e metaintermediários, em sua grande maioria, são também de origens extrusivas. Alguns apresentam evid~encias em alterações hidrotermais-metassomáticas pré-metarmóficas, sendo cummingtonita-granada-cordierita-anfibolitos, ou ainda, mineralizações de scheelita. As rochas mais preservadas dos processos hidrotermais e mineralizantes indicam filiação oceânica de toleítos de baixo potássioe/ou de fundo oceânico e, possivelmente, foram gerados em ambiente de bacia retro-arco. As rochas metassedimentares evoluem na sucessão lito-estratigráfica inferida de composições imaturas, com considerável contribuição Vulcano-clástica (tipo grauvacas/subgrauvacas) associadas às rochas metavulcânicas máficas, para composições mais maturas, pobres ou isentas destas contribuições, incluindo muscovita-quartzitos, quartzo-muscovita-xistos e raros quartzitos. Na fase orogênica, ao final da evolução greenstone belt, a área estudada sofreu em toda a sua extensão retrabalhamentos estruturais e metassomáticos fortes, acompanhados de metamorfismo de grau baixo a, eventualmente, médio, pelo desenvolvimento de zobnas de cisalhamento crustais profundas de dimensões regionais. A combinação destes processos resultou na transformação das rochas TTG em blastomilonito-gnaisses metassomáticos que são os Granitóides Borrachudos (GB). Sua composição é de álcali-feldspato-granitos hololeucocráticos com fluorita e carbonato \"primário\", ricos em quartzo (per-quartzosos) e elementos incompatíveis, que lhes conferem algumas características geoquímicas de granitos tipo A. Destaca-se, sob aspectos metalogenéticos, a presença do Be que se constitui nestas rochas numa anomalia regional positiva. A composição dos fluidos metassomáticos, indicada pelas composições dos GB e das rochas metaultramáficas metassomatizadas em esmeraldas, foi alcalina, potássica, com evolução para sódica e cálcica, portadora de Be (mais provavelmente, na forma de íons complexos com fluoreto e/ou carbonato), Al e Si, também solúveis em soluções alcalinas, entre outros. As reações destes fluidos com as rochas metaultramáficas ricas em elementos cromóforos (Cr, V, Ni, Fe, entre outros) das sequências metavulcano-sedimentares de Capoeirana e Belmont originaram nestas, nas zonas de cisalhamento crustal dúctil-rúptil, por processos metassomáticos sinmetamórficos, as mineralizações de esmeraldas tipo xisto e as mineralizações associadas de tipo veios/mobilizados de quartzo de idade arqueana. A evolução proterozóica é representada na área estudada principalmente pelo desenvolvimento do principal evento de metamorfismo regional progressivo e deformações associadas. O grau metamórfico regional aumenta sistematicamente da fácies xisto verde superior/anfibolito inferior - nas extremidades W da área, a anfibolito médio - nos arredores de Belmont, e para anfibolito médio/superior - na região de Capoeirana. Este metamorfismo causou o retrabalhamento progressivo dos GB, transformando-os em Metagranitóides Foliados com Fluorita (MGF). Tais transformações foram essencialmente texturais e mineralógicas, preservando nos MGF, entretanto, praticamente na íntegra, todas as características geoquímicas globais, inclusive a anomalia positiva de Be dos GB. O grau metamórfico regionalmente mais elevado, a E da jazida de Belmont, iniciou processos de anatexia e fusão parcial nos MGF produzindo pegmatóides e pegmatitos, alguns destes berilíferos, inclusive portadores de águas marinhas. Pegmatóides intrusivos na sequência metavulcano-sedimentar de Capoeirana (outrossim, ausentes em Belmont), apresentam-se menos deformados que as encaixantes e podem conter xenólitos (foliados/dobrados) destas em disposição aleatória. Quando intrusivos nas rochas metaultramáficas são frequentemente mineralizados em esmeraldas. Estes pegmatóides representam um evento proterozóicos de mineralização de esmeraldas, metamórfico, de médio/alto grau, relacionados à anatexia inicial dos MGF. Possivelmente, formaram-se neste evento também as alexandritas de Capoeirana, outrossim, desconhecidas em Belmont, e das quais inexistem, a presente, evidências metalogenéticas de mineralizações in situ. A evolução geológica do Proterozóico Médio e Superior deixou poucos registroa mineralógico-petrográficos na área estudada. Exceção deve ser feita a processos locais de rehidratação e retrometamorfismo fraco, incluindo a formação de epidoto, carbonato, clorita, sericita, que ocorre, principalmente, em zonas de reativação de falhas e fraturas. Alguns estudos especiais efetuados nas esmeraldas separando os diferentes tipos de associações genéticas de mineralizações (em xistos, veios de quartzo e veios pegmatóides), indicaram a natureza secundária complexa das inclusões fluidas estudadas, pela diferença composicional das fases fluidas - sempre ricas em CO2 - em relação aos fluidos dos canais estruturais - sempre muito pobres em CO2. Indicaram ainda que as amostras estudadas pertencem ao grupo de esmeraldas com elevados teores de álcalis. / The region of Capoeirana and Belmont emerald deposits, Minas Gerais, Brazil, was studied with reference to the Precambrian geological evolution and genetic aspects of the emerald deposits. The work methods included field geology and mapping (1:10.000), as well as sampling for petrographic-geochemical and mineralogical-crystallographic studies. The area, for which a geological map in the scale of 1:18.000 is presented, is a part of the extreme portiom of the Quadrilátero Ferrífero (Iron Quadrangle) and of polycyclic Archean and Proterozoic evolution. In the regional geotectonic framework it is situated on the SE border of the São Francisco Craton, in its transitional portions between the stable parts of the Craton in the W and the polycyclic Atlantic mobile belt in the E. The geological evolution comprises Archean stages represented by granite-greenstone belt terrais, which suffered Proterozoic stages of tectonometamorphic neworkings. The emerald mineralizations are also due to both Archean and Proterozoic processes. The TTG rocks, anatectic migmatites, metatectic gneisses and metagranitoids are polymetamorphic and the region\'s oldest rocks. They occur as restricted relict bodies that survived the Proterozoic neworkings, enclosed in the Borrachudos Granitoids and/or the Foliated Fluorite-bearing Metagranitoids, both of regional extent. They are generally hololeucratic light-gray quartz-rich (perquartzous) rocks of calci-sodic and slightly corundon normative composition. Some more evolved sodi-potassic rocks, amongst which, some tending to A-type granites also occur. The TTG are considered of igneous orogenic origin and, when compared to modern analogues, are more similar to continental arc granitoids. The metavolcano-sedimentary sequences of Capoeirana and Belmont are considered younger than the TTG rocks, representing tectonically disrupted parts of an Archean greenstone belt sequence. They show a metamorphic hiatus, when compared to the high-grade polymetamorphic TTG rocks. They are affected by only one low-grade Archean metamorphism (at the end of the greenstone belt evolution), followed in the lower to middle Proterozoic by the main progressive regional metamorphism, which attained medium to high grades in the studied area. The volcano-sedimentary sequences comprose a large range of lithologies, including, among the essential types, metaultramafic schists and amphibolites, metabasic to metaintermediate amphibolites, gneisses and schists of volcanoclastic calc-silicate and clstic (pelite/siltite, lithic arenites and quartz-arenite) origins. The general lithological successions are quite typical for Archean greenstone belts, particularly with respect to the extrusive nature of the metaultramafics that occur as concordant rock bodies or horizons of small (metric to submetric) thicknesses intercalated with other metavolcano-sedimentary lithologies. They sometimes show minor chromite concentrations as disseminated low to medium grade chromitites and always possess geochemical zinc anomalies (in the range of several hundred ppm), the zinc being structurally bound in the chromite lattices. The metabasic and meta-intermediate amphibolites are also mostly of extrusive origins. Some show hydrothermal metasomatic pre-metamorphic alterations, being cummingtonite-garnet-cordierita amphibolites and some even have scheelite mineralizations. The rocks that are best preserved from the hydrothermal and mineralizing processes indicate oceanic origins of low K-tholeiites and/or ocean floor basalts and were possibly formed in the retro-arc basin environment. The metasedimentary rocks in the inferred lithostratigraphic succession from low maturity deposits with considerable volcanoclastic contributions (graywackes/sub-graywackes) to more mature compositions, which are poor in or free of volcanoclastics, including muscovite-quartzites, quartz-muscovite-schists and, rarely, quartzites. During the final orogenic stage of the greenstone belt evolution the study area as a whole suffered strong structural and metasomatic reworkings accompanied by low to enetually medium grade metamorphism in the course of the development of deep crustal shear zones of regional extent. The combination of these processes resulted in the transformation of the TTG rocks into metasomatic blastomylonite gneisses, the Borrachudos Granitoids (GB). They are hololeucocratic quartz-rich (per-quartzose) alkali feldspar granites with fluoprite and \"primary\" carbonate, rich in incompatibele elements. These give the GB some geochemical characteristics of A-type granites. Concerning the metallogenetic aspects, the presence of Be is relevant; in the GB, it characterizes a positive geochemical anomaly of regional extent. The composition of the metasomatic fluids, as indicated by the GB composition and of metasomatized metaultramafic rocks with emerald mineralizations, was alkaline, potassic, with later evolution toward sodic and calcic compositions. Be-bearing, most probably as complex ions with fluorine and carbonate, as well as Al-and Si-bearing (also soluble in alkaline solutions), among others. In the ruptile-ductile shear zones, metasomatic syn-metamorphic reactions of these fluids with the metaultramafic rocks of the vukcano-sedimentary sequences from Capoeirana and Belmont, rich in chromophorouselements (Cr, V, Ni, Fe, among others), produces the emerald mineralizations of the schist type and the associated emerald mineraliztions of the quartz vein/mobilisate type of Archean age. The Proterozoic evolution is represented in the study area chiefly by the development of the main event of progressive regional metamorphism and associated deformations. The regional metamorphic grade increases systematically from upper greenschist/lower amphibolite facies in the W, reaching the medium amphibolite facies in the Belmont area and the medium/upper amphibolite facies in the Capoeirana region. This metamorphism caused the progressive reworking of the GB, transforming them into the Foliated Metagranitoids with Fluorite (MGF). These transformations were essentially textural and mineralogical ones, however, preserving almost totally all of the bulk geochemical characteristics, including the positive Be anomaly of the GB in the MGF. The higher regional metamorphic grade in the area of the Belmont emerald deposit initiated processes of anataxis and partial fusion in the MGF, producing pegmatoids and pegmatites, some of these beryl-bearing, including the gem variety aquamarine. Intrusive pegmatoids in the metavolcano-sedimentary sequence of Capoeirana (otherwise absent in Belmont) are less deformed than the host rocks and may contain randomly distributed, foliated or folded host rock xenoliths. Where they intrude the metaultramafic rocks, these pegmatoids are frequently emerald mineralized. The pegmatoids represent a Proterozoic event of emerald mineralization of medium to high grade metamorphic origins, related to the initial anataxis of MGF. Possibly the alexandrites from Capoeirana - at present unknown from in situ mineralizations and absent in Belmont - were also formed during this event. The middle and late Proterozoic geological evolution caused only insignificant mineralogical and petrological imprints in the study area. Except for local processes of rehydratation and week retrometamorphism, including the formation of epidote, carbonates chlorite, sericite, that occurred mainly in zones of reactivated folds and fractures. Some special studies concentrated on the emeralds, distinguishing between the different mineralogical associations and genetic types of these mineralizations (schists hosted, vein quartz and pegmatoid veins). Fluid inclusins indicated the secondary nature and complex composition of the fluid phases. These are CO2-rich in the fluid inclusions, and very CO2-poor in the channel fluids. IR-studies also indicated, that all the studied emeralds belong to the group of emeralds with high alkali contents.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-28092015-155303 |
| Date | 12 August 1994 |
| Creators | Machado, Geysa Angelis Abreu |
| Contributors | Schorscher, Johann Hans Daniel |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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