The mineralizing fluid in the Piaba gold deposit, São Luís cratonic fragment (NW-Maranhão, Brazil) based on fluid inclusion studies in quartz veins

O depósito aurífero de Piaba tornou-se a primeira mina em operação no fragmento cratônico São Luís, noroeste do Maranhão. Seu ambiente geológico compreende rochas metavulcanossedimentares do Grupo Aurizona e granitoides da Suíte Tromaí, entre outras unidades menores, formadas em ambiente de arcos de ilhas entre 2240 e 2150 Ma, juntamente com outras unidades menores. A mineralização é caracterizada por uma trama stockwork de veios e vênulas de quartzo com seus halos de alteração (clorita + muscovita + carbonato + pirita + calcopirita e ouro) hospedada em um granodiorito granofírico fino (Granófiro Piaba) e em rocha subvulcânica andesítica do Grupo Aurizona. O corpo mineralizado é espacialmente limitado à zona de cisalhamento ENE-WSW rúptil-dúctil (Falha Piaba). Estudos petrográficos, microtermométricos e por espectroscopia microRaman no quartzo definiram inclusões aquo-carbônicas bifásicas e trifásicas, produzidas por aprisionamento heterogêneo durante separação de fases, e fluidos aquosos tardios. A solução mineralizadora corresponde a um fluido aquo-carbônico composto por CO₂ (5 - 24 mol%, densidade de 0,96 - 0,99 g/cm³), H₂O (74 - 93 mol%), N₂ (< 1 mol%), CH₄ (<1mol%) e 5,5 % em peso NaCl equivalente. O minério depositou a 267 - 302ºC e 1,25 - 2,08 kbar, correspondendo a profundidades de 4 a 7 km, em consonância com o regime estrutural. A composição e o intervalo de P-T do fluido mineralizador, combinados com o caráter redutor (log ƒ_O2 -31,3 a -34,3) e a sulfetação da rocha hospedeira, sugerem que o ouro foi transportado como um complexo sulfetado. O minério foi depositado em consequência da separação de fase, redução da atividade de enxofre e da ƒO₂ pela interação fluido-rocha.

ABSTRACT: iaba is the first gold mine to operate in the São Luís cratonic fragment, NW-Maranhão, northern Brazil. The geological setting comprises chiefly metavolcano-sedimentary sequences (Aurizona Group) and subduction-related granitoids (Tromaí Intrusive Suite), formed in island arc between 2240 and 2150 Ma. Gold mineralization is hosted in a fine-grained granophyric granodiorite (Piaba Granophyre) and in a subvolcanic andesite of the Aurizona Group. The mineralized zone is confined within the limits of the Piaba fault (ENE-WSW-trending brittle-ductile shear zone) and consists of quartz veins and veinlets and accompanying hydrothermal haloes (chlorite + muscovite + carbonate + pyrite + chalcopyrite + gold) disposed in stockwork geometry. Petrographic, microthermometric and microRaman spectroscopic studies of quartz have defined two- and three-phase aqueous-carbonic fluid inclusions produced by heterogeneous trapping during phase separation, in addition to late aqueous fluids. The mineralizing solution is an aqueous-carbonic fluid composed of CO₂ (5 - 24 mol%), H₂O (74 - 93 mol%), N₂ (< 1 mol%) and CH₄ (< 1mol%). It presents low salinity (5.5 wt.% NaCl equivalent) and density of 0.96 - 0.99 g/cm³). Ore deposition occurred at 267 - 302ºC and 1.25 - 2.08 kbars, corresponding to 4 - 7 km in depth, in agreement with the structural information. The P-T-X and reduced characteristics (log ƒ_O2 -31.3 to -34.3) of the fluid, combined with host rock sulfidation, altogether indicate that gold has been transported as a sulfur complex and that ore deposition occurred in response to phase separation and lowering of the sulfur activity and ƒO₂ during fluid-rock interaction.