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Type: Dissertação
Title: Geologia, petrografia, geoquímica e química das piritas associadas às ocorrências de cobre hidrotermal da porção oeste da província Borborema
Title in English: Geology, petrography, geochemistry and chemistry of pyrites associated with hydrothermal copper occurrences in the western portion of Borborema province
Authors: Rodrigues, Thainara Freires
Advisor: Parente, Clóvis Vaz
Co-advisor: Lobato, Lydia Maria
Keywords: Mineralizações de cobre;Análise de componentes principais;Química mineral de piritas;Faixa Orós
Issue Date: 2023
Citation: RODRIGUES, Thainara Freires. Geologia, petrografia, geoquímica e química das piritas associadas às ocorrências de cobre hidrotermal da porção oeste da província Borborema. 2023. 95 f. Dissertação (Mestrado em Geologia) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: Durante o eopaleozóico na Província de Borborema eventos transtensionais deram origem a diversas estruturas e rochas hospedeiras favoráveis à formação de depósitos minerais. Estudos anteriores descrevem as ocorrências de cobre associadas a óxidos de ferro na Província Borborema em bacia tipo rift, de forma isolada, com ênfase especial àqueles associados às brechas de quartzo-hematita nas bacias Carnaubinha/São Bento (Piauí) e Jaibaras/Cococi (Ceará). As semelhanças no estilo de mineralização, cenário tectônico e alteração hidrotermal sugerem que essas ocorrências fazem parte de um mesmo sistema mineral-hidrotermal de escala continental. Para confirmar essa hipótese, é necessário comparar os estilos de alteração hidrotermal e a geoquímica das diferentes áreas mineralizadas. Esta pesquisa visa fornecer a caracterização detalhada das ocorrências de cobre nas bacias eopaleozóicas de Carnaubinha e São Bento e do seu embasamento (região de Pio IX), porção sudoeste da Província de Borborema, definindo a relação das alterações hidrotermais associadas. Para a concretização desses propósitos, foram realizados estudos petrográficos, geoquímicos e de química mineral, visando estabelecer um modelo de sistema mineral para as principais ocorrências minerais de cobre dentro do arcabouço geodinâmico da Província de Borborema. Estudos petrográficos permitiram a identificação e caracterização da história hidrotermal da sequência metavulcano-sedimentar do Grupo Orós do Paleoproterozóico superior (~1,8Ga) e do seu embasamento, Complexo São Nicolau (~2,2Ga). As principais fases são representadas por alterações albita, k- feldspato, epídoto e clorita, silicificação e alteração sílico-hematitica, sendo as duas últimas fases associadas a ocorrências de cobre. Ocorrem como veios e stockworks, ou brechas pervasivas. Na Bacia de Carnaubinha, a alteração consiste em K-feldspato, Epidoto e Clorita, que ocorrem como veios estruturalmente controlados, enquanto as alterações de silicificação e sílica-hematita aparecem em veios, stockworks ou disseminadas pervasivamente junto aos conglomerados associadas a minerais de cobre. Na bacia de São Bento, a silicificação é o principal tipo de alteração e ocorre como veios e stockworks; a alteração hematítica ocorre como hematita dispersa na matriz e clastos do conglomerado, e associada à silicificação em conjuntos de veios; da mesma forma, a alteração clorítica ocorre na matriz e, veios tardios, sobrepondo a silicificação; a sulfetação é representada principalmente por pirita, com ocorrências subordinadas de calcopirita e bornita que ocorrem disseminadas. Alguns cristais de sulfetos são deformados e com fraturas preenchidas por silicificação. Estudos geoquímicos envolvendo análises de componentes principais das amostras do embasamento mostram que a alteração epidoto- clorita é caracterizada por maior CaO, Na2O e MgO associados a La, Ce, Hf, Zr, Y, Sr e Th, enquanto a alteração K-Felspatica possui aumento em K2O, Al2O3, Na2O3 associados a Rb, Sn e Nb. As alterações sílico-hematitica, comuns junto às brechas, são enriquecidas em SiO2 e Fe2O3 associadas a Pb, W, Sb, W, Sb, V, Ba, Mo e Co, e quando associadas às ocorrências de cobre mostram Cu, Bi, Ag Se e Te, como ganhos. As brechas silicificada associadas às ocorrências de cobre mostram Cr mais alta e ganhos como MnO, TiO2, U e Hg. As brechas da bacia de Carnaubinha com alterações K-Felspatatica e Epidoto-Clorita têm o enriquecimento de CaO, Na2O associado a Ga, La, Ce, Ti, Sr, Mn, Y, Li e Ta. Por sua vez, as brechas vulcanoclásticas de alteração sílica são enriquecidas em Al2O3, Na2O e K2O e Cs, Sc, Nb Th, Sn e Rb. O conglomerado silicificado rico em cobre tem ganhos de CaO, MgO, TiO2 e MnO, além de Be, Cd, Zn, Li, Ni e P. Finalmente, as brechas sílico-hematíticas da bacia tem enriquecimento de Se, Ag, Cu, As, Te e Bi . Análises química da pirita mostram que os principais elementos de traços na brecha do embasamento são Co, Ni, Hg, Ag, As, Mn e Zn. A brecha sílico-hematítica da bacia Carnaubinha é caracterizada pelos elementos traços Co, Cu, Se, Hg Ni, Te, As e Mn, enquanto a brecha de silica- sulfetada apresenta enriquecimento semelhante em Co, seguido por Ni, Hg, As, Mn, Te, Zn, Ag e Cu. Os elementos traços principais nas piritas da bacia de São Bento são Hg, Cu, Co, Ag, Te, Zn, Mn e Se. As brechas de Carnaubinha e do embasamento têm altas razões Co/Ni, onde predominam valores > 10 enquanto para a bacia de Bento as proporções são predominantemente <2. As semelhanças nos estilos de alteração e na sequência paragenética que afetam a bacia de Carnaubinha e o embasamento, associados aos dados geoquímicos demonstram uma assinatura semelhante para essas alterações e ocorrências de cobre, indicando que elas fazem parte de um mesmo sistema hidrotermal. Na bacia de São Bento, as alterações são incipientes e o hidrotermalismo é menos evoluído. Da mesma forma, os resultados da química da pirita indicam uma fonte maior de fluidos magmático-hidrotermais junto às brechas da bacia Carnaubinha e do embasamento, enquanto a química das piritas de São Bento indicam fonte sedimentar com menor contribuição hidrotermal. Os resultados obtidos indicam que um mesmo sistema hidrotermal afetou em diferente fases as rochas da Faixa Orós, seu embasamento e as bacias eopaleozóicas.
Abstract: The Eopaleozoic transtensional setting in Borborema Province displays many favorable structures and host rocks for the formation of mineral deposits. Previous studies describe the potential occurrence of copper deposits associated to iron oxides in different rift basins along Borborema Province, with special emphasis to those associated to quartz-hematite breccias in the basins of Carnaubinha/São Bento (Piauí State) and Jaibaras/Cococi (Ceará State). Similarities in mineralization style, tectonic setting and hydrothermal alteration suggest that these occurrences are part of a single continental scale mineral system. To confirm such hypothesis, it is necessary to compare the hydrothermal alteration styles and geochemistry of the different mineralized areas. This MSc research is intended to provide a detailed characterization of the copper occurrences in Carnaubinha and São Bento Eopaleozoic basins and related basement (Pio IX region), in the southwestern portion of Borborema Province, defining their associated hydrothermal alteration relationships. To address such purposes, petrological, geochemical and mineral chemistry analyses were performed, aiming the establishment of a mineral system model for the key localities within the geodynamic framework of the Borborema Province. Petrographic studies allowed the characterization of the hydrothermal alteration in the basement rocks of Orós Group and São Nicolau complex. They consist of Albite, K-feldspar, Epidote, Chlorite alterations, silicification and silica-hematite alteration, where the last two phases are associated to copper occurrences. They occur as veins and stockworks, or pervasively substituting the protolith. In Carnaubinha basin, the alteration consists of k-feldspar, epidote and chlorite, occurring predominantly as structurally controlled veins, while silicification and silica-hematite alteration occur as veins, stockworks and pervasively in the conglomerates, being also associated to the presence of copper minerals. In São Bento basin, silicification is the main alteration type and occur as veins and stockworks; hematite alteration occurs as dispersive hematite formation in the conglomerate matrix and clasts, and associated to the silicification in veins sets; similarly, chlorite alteration occurs in the matrix, and as late veins overprinting the silicification; sulfide alteration is represented by abundant pyrite, while crystals are deformed and overprinted by silicification. Principal component analyses of the geochemistry results for the basement samples showed that epidote-chlorite alteration is characterized by higher CaO, Na2O3 and MgO associated to La, Ce, Hf, Zr, Y, Sr and Th, while k-feldspar have K2O, Al2O3 and Na2O3 gains associated to Rb, Sn and Nb. While silica-hematite alteration breccias are SiO2 and Fe2O3 enriched associated to Pb, W, Sb, W, Sb, V, Ba, Mo and Co. When associated to copper occurrences, they show Cu, Bi, Ag, Se, Te and As gains. Silica-alteration breccias associated to copper occurrences show higher Cr and As gains. MnO, TiO2, U and Hg occur in all copper breccias. Carnaubinha basin conglomerate breccias with k-feldspar and epidote-chlorite alterations have CaO, Na2O3 enrichment associated to Ga, La, Ce, Ti, Sr, Mn, Y, Li and Ta. Silica-alteration volcanoclastic breccias are enriched in Al2O3, Na2O and K2O, and Cs, Sc, Nb, Th, Sn and Rb. The silicified copper rich conglomerate is linked with CaO, MgO, TiO2 and MnO, besides Be, Cd, Zn, Li, Ni and P. Finally, the basin silica-hematite breccias has Se, Ag, Cu, As, Te and Bi gains. Pyrite chemistry analyses showed the basement pyrites main trace elements are Co, Ni, Hg, Ag, As, Mn, Se and Zn. Carnaubinha basin silica-hematite breccia is characterized by Co, Cu, Se, Hg Ni, Te, As and Mn trace elements, while silica-sulfide breccia results show a similar enrichment in Co, followed by Ni, Hg, As, Se, Mn, Te, Zn, Ag and Cu. São Bento basin pyrite main trace elements are Hg, Cu, Co, Ag, Te, Zn, Mn and Se. Carnaubinha and basement breccias have high Co/Ni rations, majorly > 10 ppm, while for São Bento basin the ratios are predominantly < 2 ppm. Similarities in alteration styles and paragenetic sequence affecting Carnaubinha basin and basement rocks and geochemistry results demonstrate a similar signature for these alterations and copper occurrences indicate that these are part of a single hydrothermal alteration system. In São Bento basin, alterations are incipient and the hydrothermal system is less evolved. Similarly, the pyrite chemistry results indicate that a higher magmatic- hydrothermal source of fluids for Carnaubinha basin and basement breccias, while São Bento pyrite indicate a sedimentary source with minor hydrothermal contribution. Compiled results indicate that the similar hydrothermal system affected in different stages the rocks of Orós mobile belt, its basement, and eopaleozoic basins.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/72892
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