Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2017. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-05-08T18:07:47Z
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Previous issue date: 2017-05-09 / Os primeiros trabalhos de pesquisa mineral no Complexo Luanga datam de 1983 e desde então, ao longo de mais de 20 anos de pesquisa mineral, a área foi estuda por diversas empresas, com foco exploratório em diferentes bens minerais. Em 2001, a VALE S.A. deu início a um projeto de exploração com foco em Elementos do Grupo da Platina (EGP) na região da Serra Leste, Carajás. Este trabalho apresenta a primeira descrição sistemática do Complexo Luanga e seu depósito de EGP, desenvolvida com o auxílio das extensiva base de dados gerada pela VALE. Neste cenário, esta dissertação objetiva entender a gênese e evolução geológica do Complexo Luanga e seus diferentes estilos de mineralização de EGP. Para isso foram realizados trabalhos de campo, mapeamento geológico, descrição e amostragem de testemunhos de sondagem, interpretação de seção de sondagem, interpretação de dados de geoquímica, petrografia óptica, química de minério, química mineral, imageamento em microscópio eletrônico de varredura (MEV) e análises químicas isotópicas de isótopos de Sm, Nd e S. O Complexo Luanga é parte da suíte magmática Serra Leste, localizada na porção nordeste da Província Mineral de Carajás. O Complexo Luanga é uma intrusão de médio porte, que pode ser dividida em três zonas principais: i. Zona Ultramáfica, localizada na porção inferior da intrusão, composta por cumulados ultramáficos (peridotitos), ii. Zona de Transição, localizada na porção central da intrusão, composta por uma intercalação de cumulados ultramáficos e máficos (harzburgito, piroxenito, norito) e iii. Zona Máfica, localizada na porção superior da intrusão, composta por uma sequência monótona de cumulados máficos (noritos) com intercalações pontuais de ortopiroxenito. A Zona Ultramáfica sobrepõe a Zona de Transição, que sobrepõe a Zona Máfica, sugerindo assim que o complexo está tectonicamente invertido. A mineralogia primária dos cumulados citados é frequentemente substituída em resposta a uma transformação metamórfica heterogênea sobreposta. Apesar da recristalização mineralógica, a transformação metamórfica preserva as texturas e domínios composicionais das rochas magmáticas. Diferentes estilos de mineralização de EGP ocorrem ao longo do Complexo Luanga, com o destaque para ocorrências associadas a sulfetos disseminados e ocorrências sem associação clara com sulfetos e/ou cromititos. O primeiro caso é ilustrado por um horizonte de 10-50 metros de espessura, localizado na passagem entre as Zonas Ultramáfica e de Transição, com uma disseminação de sulfetos (i.e. 3% vol.) denominado Sulfide Zone. A mineralogia dos sulfetos é tipicamente pentlandita > pirrotita >>> calcopirita, o que resulta em um elevado tenor de Ni (i.e. 16-18%) e alta razão Ni/Cu (i.e. 10-12). A Sulfide Zone hospeda a maior parte dos recursos de EGP do depósito de Luanga (i.e. 142 Mt@ 1.24g/t EGP+Au e 0.11% Ni). O segundo estilo de mineralização é definido por horizontes de 2-10 metros de espessura, estratigraficamente acima da Sulfide Zone, que apresentam concentrações anômalas de EGP, denominados silicate-related PGE. As rochas observadas nestes horizontes não possuem nenhuma característica textural ou mineralógica que as distinga dos cumulados supracitados. Os dois estilos citados apresentam características geoquímicas distintas, quanto às concentrações de EGP. A Sulfide Zone possui razões Pt/Pd de aproximadamente 0.5 e um padrão de EGP, normalizados ao manto primitivo, típico de depósitos de sulfetos magmáticos hospedados em intrusões máfica-ultramáficas. O silicate-related PGE possui razões Pt/Pd de aproximadamente 1.2-1.3 e forte depleção em Ir e Os. Outra característica importante é a ocorrência de cristais de olivina com até 7500 ppm de Ni em alguns harzburgitos que hospedam a mineralização do tipo silicate- related PGE. Tais características sugerem que os dois estilos são formados por processos geológicos distintos. Cromititos estratiformes, com textura variada e espessura de até 60 centímetros, ocorrem ao longo do Complexo Luanga, hospedados no topo da Zona de Transição e base da Zona Máfica. Em função do extensivo processo de metamorfismo que afeta as rochas do Complexo Luanga, as composições dos cristais de cromita são modificadas. A alteração da composição primária é marcada em cristais zonados, com Mg# (Mg/Mg+Fe2+) progressivamente menor do núcleo para a borda. Estas alterações na composição primária de cristais de cromita comprometem sua aplicabilidade em estudos petrogenéticos. Nossos resultados sugerem que estas feições são comuns em cromititos hospedados em rochas alteradas em outros locais no mundo. A composição do magma parental do Complexo Luanga não pode ser obtida por métodos diretos, aplicados a intrusões bem expostas e preservadas (i.e. diques correlatos, margens de resfriamento, equivalentes extrusivos). Desta forma, a composição do magma responsável pela geração de olivinas extremamente ricas em Ni e horizontes ricos em EGP na intrusão estudada, não é óbvia. De fato, diferentes modelos podem explicar a origem de magmas ricos em Ni e a existência ou não de magmas férteis para a geração de depósitos de EGP. Os resultados apresentados suportam a geração de um magma rico em Ni que dá origem ao Complexo Luanga e a existência de uma suíte magmática fértil para a geração de depósitos de EGP na porção leste da Província Mineral de Carajás. / Since 1983 the area of the Luanga Complex has been studied by different mining companies, aiming different commodities. In 2001, Vale S.A. started an exploration program for PGE in the Serra Leste region. This project resulted in a great volume of geological data upon the layered intrusions and related mineralizations of the region. This study provides the first systematic study of the Luanga Complex and its PGE mineralization supported by the extensive database provided by VALE. Based on this scenario, the present dissertation aims the genesis and geological evolution of the Luanga Complex and its associated PGE mineralization. To achieve this objective we performed field work, geological mapping and sampling, drill core description and sampling, reinterpretation of geological sections, detailed petrography, mineral chemistry, interpretation of lithogeochemical data, scanning electron microscope images (SEM) and isotopic analyses for Sm-Nd and S systematics. The Luanga Complex is part of the Serra Leste Magmatic Suite, located in the northeastern portion of the Carajás Mineral Province. The Luanga Complex is a medium-sized layered intrusion consisting of three main zones: i. the lower Ultramafic Zone, comprising ultramafic cumulates (peridotite), ii. the Transition Zone comprising interlayered ultramafic and mafic cumulates (harzburgite, orthopyroxenite and norite) and iii. the upper Mafic Zone comprising a monotonous sequence of mafic cumulates (norite) with minor orthopyroxenite layers. The Ultramafic Zone overlies the Transition Zone, which overlies the Mafic Zone, suggesting thus that the layered sequence is tectonically overturned. Metamorphic assemblages commonly replace primary igneous minerals of the Luanga Complex. This metamorphic alteration is heterogeneous and characterized by an extensive hydration that largely preserves primary textures, bulk rock compositions and the compositional domains of igneous minerals. Different styles of PGE mineralization occur along the Luanga Complex, with occurrences associated with disseminated sulfides and occurrences with no clear association with sulfides and/or chromites. The first, ascribed as Sulfide Zone, consists of a 10 – 50 m thick interval with disseminated sulfides located along the contact of the Ultramafic and Transition Zones of the intrusion. The mineralogy of the Sulfide Zone consists of base metal sulfides with pentlandite > pyrrhotite > >> chalcopyrite, resulting in high Ni tenors (i.e. 16-18) and high Ni/Cu ratios (i.e. 10-12). The Sulfide Zone hosts the bulk of PGE resources of the Luanga Complex (i.e., 142 Mt at 1.24 ppm Pt+Pd+Au and 0.11% Ni). The other PGE mineralization, ascribed as silicate-related PGE, consists of 2-10 m thick stratabound zones across the Transition Zone. These sulfide- and chromite-free rocks, mainly harzburgite and orthopyroxenite, do not show any distinctive texture or change in modal composition that characterize the PGE enrichment. The Sulfide Zone and silicate-related PGE show differences in geochemistry behavior of PGE. The Sulfide Zone has Pt/Pd ratios of 0.5 and mantle-normalized PGE patterns typical of magmatic sulfide deposits hosted in layered intrusions. The silicate-related PGE has Pt/Pd ratios of 1.2-1.3 and a strong depletion in Ir and Os. A remarkable feature is the occurrence of anomalously Ni-rich olivines (up to 7400 ppm Ni) in harzburgites closely associated with silicate-related PGE mineralization. The geochemical and textural differences between these mineralization styles suggest that they were formed by distinct geological processes. Several variable textured stratiform chromitites, up to 60 centimeters thick, occur in the upper portion of the Transition Zone and the lower portion of the Mafic Zone. Due to the extensive metamorphic transformation overprinted over the Luanga Complex, the primary compositions of chromite crystal are extensively modified. Alteration of primary magmatic composition is indicated by zoned crystals with progressively lower Mg# (Mg/Mg+Fe2+) from core to rim. Significant changes on primary compositions of chromite identified in the Luanga Complex compromise their application for petrogenetic studies. Our results suggest that these features should be common in chromitites hosted in altered rocks worldwide. The composition of the parental magma of the Luanga Complex cannot be constrained by common approaches used to define their composition in well-exposed and well-preserved intrusions (e.g., chilled margin, bulk composition, extrusive equivalents, related dykes). Hence, the composition of the parental magma that leads the formation of Ni-rich olivines and PGE-rich horizons is not straightforward. Actually, different models have been proposed to explain the origin of Ni-rich magmas and the existence or not of PGE-fertile suites. The results of this study support the generation of a Ni-rich magma that originates the Luanga Complex and the existence of a PGE-fertile suite at the eastern portion of the Carajás Mineral Province.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/23465 |
| Date | 23 February 2017 |
| Creators | Mansur, Eduardo Teixeira |
| Contributors | Ferreira Filho, Cesar Fonseca |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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