Estudos isotópicos (Pb, O, H, S) em zonas alteradas e mineralizadas do depósito cupro-aurífero Visconde, Província Mineral de Carajás

O depósito cupro-aurífero Visconde está localizado na Província Mineral de Carajás, a cerca de 15 km a leste do depósito congênere de classe mundial Sossego. Encontra-se em uma zona de cisalhamento de direção WNW-ESE, que marca o contato das rochas metavulcanossedimentares da Bacia Carajás com o embasamento. Nessa zona ocorrem outros depósitos hidrotermais cupro-auríferos com características similares (Alvo 118, Cristalino, Jatobá, Bacaba, Bacuri, Castanha), que têm sido enquadrados na classe IOCG (Iron Oxide Copper-Gold), embora muitas dúvidas ainda existam quanto a sua gênese, principalmente no que diz respeito à idade da mineralização e fontes dos fluidos, ligantes e metais. O depósito Visconde está hospedado em rochas arqueanas variavelmente cisalhadas e alteradas hidrotermalmente, as principais sendo metavulcânicas félsicas (2968 ± 15 Ma), o Granito Serra Dourada (2860 ± 22 Ma) e gabros/dioritos. Elas registram diversos tipos de alteração hidrotermal com forte controle estrutural, destacando-se as alterações sódica (albita + escapolita) e sódico-cálcica (albita + actinolita ± turmalina ± quartzo ± magnetita ± escapolita), mais precoces, que promoveram a substituição ubíqua de minerais primários das rochas e a disseminação de calcopirita, pirita, molibdenita e pentlandita. Dados isotópicos de oxigênio e hidrogênio de minerais representativos desses tipos de alteração mostram que os fluidos hidrotermais foram quentes (410 – 355°C) e ricos em ¹⁸O (δ¹⁸O_H2O= +4,2 a 9,4‰). Sobreveio a alteração potássica, caracterizada pela intensa biotitização das rochas, a qual ocorreu concomitantemente ao desenvolvimento de foliação milonítica, notavelmente desenhada pela orientação de palhetas de biotita, que precipitaram de fluidos com assinatura isotópica de oxigênio similar à dos estágios anteriores (δ¹⁸O_H2O entre +4,8 e +7,2‰, a 355°C). Microclina e alanita são outras fases características desse estágio, além da calcopirita precipitada nos planos da foliação. A temperaturas mais baixas (230 ± 11°C), fluidos empobrecidos em ¹⁸O (δ¹⁸O_H2O = -1,3 a +3,7‰) geraram associações de minerais cálcico-magnesianos (albita + epidoto + clorita ± calcita ± actinolita) que são contemporâneas à mineralização. Valores de δ¹⁸D_H2O e δO_H2O indicam que os fluidos hidrotermais foram inicialmente formados por águas metamórficas e formacionais, a que se misturou alguma água de fonte magmática. Nos estágios tardios, houve considerável influxo de águas superficiais. Diluição e queda da temperatura provocaram a precipitação de abundantes sulfetos (calcopirita ± bornita ± calcocita ± digenita), os quais se concentraram principalmente em brechas tectônicas - os principais corpos de minério - que chegam a conter até cerca de 60% de sulfetos. Veios constituídos por minerais sódico-cálcicos também apresentam comumente sulfetos. A associação de minerais de minério e ganga indica uma assinatura de Cu-Au- Fe-Ni-ETRL-B-P para a mineralização. Os valores de δ³⁴S (-1,2 a +3,4‰) de sulfetos sugerem enxofre de origem magmática (proveniente da exsolução de magmas ou da dissolução de sulfetos das rochas ígneas pré-existentes) e precipitação em condições levemente oxidantes. Datação do minério por lixiviação e dissolução total de Pb em calcopirita forneceu idades de 2736 ± 100 Ma e 2729 ± 150 Ma, que indicam ser a mineralização neoarqueana e, a despeito dos altos erros, permite descartar um evento mineralizador paleoproterozoico. A idade de 2746 ± 7 Ma (MSDW=4,9; evaporação de Pb em zircão), obtida em um corpo granítico não mineralizado (correlacionado à Suíte Planalto) que ocorre na área do depósito, foi interpretada como a idade mínima da mineralização. Assim, a formação do depósito Visconde teria relação com o evento transpressivo ocorrido entre 2,76 e 2,74 Ga, reponsável pela inversão da Bacia Carajás e pela geração de magmatismo granítico nos domínios Carajás e de Transição. Esse evento teria desencadeado reações de devolatilização em rochas do Supergrupo Itacaiúnas, ou mesmo, provocado a expulsão de fluidos conatos salinos aprisionados em seus intertícios. Esses fluidos teriam migrado pelas zonas de cisalhamento e reagido com as rochas (da bacia e do embasamento) pelas quais se movimentaram durante a fase dúctil. As concentrações subeconômicas do depósito Visconde devem ser resultado da ausência de grandes estruturas que teriam favorecido maior influxo de fluidos superficiais, tal como ocorreu na formação dos depósitos Sossego e Alvo 118.

Geologia, geoquímica e petrologia magnética do magmatismo básico da área de Nova Canadá (PA), Província Carajás

O mapeamento geológico realizado na área de Nova Canadá, porção sul do Domínio Carajás, Província Carajás, possibilitou a individualização de duas unidades de caráter máfico e intrusivas nos granitoides do Complexo Xingu e, mais restritamente, na sequência greenstone belt do Grupo Sapucaia. São representadas por diques de diabásio isotrópicos e por extensos corpos de anfibolito, com os últimos descrevendo texturas nematoblástica e granoblástica, de ocorrência restrita à porção SW da área. Ambos apresentam assinatura de basaltos subalcalinos de afinidade toleítica, sendo que os diques de diabásio são constituídos por três variedades petrográficas: hornblenda gabronorito, gabronorito e norito, sendo essas diferenças restritas apenas quanto à proporção modal de anfibólio, orto- e clinopiroxênio, já que texturalmente, as mesmas não apresentam diferenças significativas. São formados por plagioclásio, piroxênio (orto- e clinopiroxênio), anfibólio, minerais óxidos de Fe-Ti e olivina, apresentam um padrão ETR moderadamente fracionado, discreta anomalia negativa de Eu, ambiente geotectônico correspondente a intraplaca continental, e assinaturas dos tipos OIB e E-MORB. Já os anfibolitos são constituídos por plagioclásio, anfibólio, minerais opacos, titanita e biotita, mostram um padrão ETR horizontalizado, com anomalia de Eu ausente, sendo classificados como toleítos de arco de ilha e com assinatura semelhante aos N-MORB. Os dados de química mineral obtidos nessas unidades mostram que, nos diques de diabásio, o plagioclásio não apresenta variações composicionais significativas entre núcleo e borda, sendo classificados como labradorita, com raras andesina e bytownita; o anfibólio mostra uma gradação composicional de Fe-hornblenda para actinolita, com o aumento de sílica. Nos anfibolitos, o plagioclásio mostra uma grande variação composicional, de oligoclásio à bytownita nas rochas foliadas, sendo que nas menos deformadas, sua classificação é restrita à andesina sódica. O piroxênio, presente apenas nos diabásios, exibe considerável variação em sua composição, revelando um aumento no teor de magnésio nos núcleos, e de ferro e cálcio, nas bordas, permitindo classificá-los em augita, pigeonita (clinopiroxênio) e enstatita (ortopiroxênio). Os diabásios apresentam titanomagnetita, magnetita e ilmenita como os principais óxidos de Fe-Ti, permitindo reconhecer cinco formas distintas de ilmenita nessas rochas: ilmenita treliça, ilmenita sanduíche, ilmenita composta interna/externa, ilmenita em manchas e ilmenita individual. Feições texturais e composicionais sugerem que a titanomagnetita e os cristais de ilmenita composta externa e individual foram originados durante o estágio precoce de cristalização. Durante o estágio subsolidus, a titanomagnetita foi afetada pelo processo de oxi-exsolução, dando origem a intercrescimentos de magnetita pobre em titânio com ilmenita (ilmenitas treliça, em mancha, sanduíche e composta interna). Os anfibolitos possuem a ilmenita como único mineral óxido de Fe e Ti ocorrendo, portanto, sob a forma de ilmenita individual, onde encontra-se sempre associada ao anfibólio e à titanita. Os valores mais elevados de suscetibilidade magnética (SM) estão relacionados aos gabronoritos e noritos, os quais exibem maiores conteúdos modais de minerais opacos e apresentam titanomagnetita magmática em sua paragênese. A variedade hornblenda gabronorito define as amostras com valores intermediários de SM. Os menores valores de SM são atribuídos aos anfibolitos, que são desprovidos de magnetita. A correlação negativa entre valores de SM com os conteúdos modais de minerais ferromagnesianos indica que os minerais paramagnéticos (anfibólio e piroxênio) não possuem influência significativa no comportamento magnético dos diabásios, enquanto nos anfibolitos a tendência de correlação positiva entre estas variáveis pode sugerir que estas fases são as principais responsáveis pelos seus valores de SM. Dados geotermobarométricos obtidos a partir do par titanomagnetita-ilmenita nos diabásios indicam que estes se formaram em condições de temperatura (1112°C) e Fo₂ (-8,85) próximas daquelas do tampão NNO.

Depósito Cu-Au Visconde, Carajás (PA): geologia e alteração hidrotermal das rochas encaixantes

Distante 15 km a leste da mina Sossego (Canaã de Carajás, no Pará), o depósito Visconde jaz na zona de contato entre o Supergrupo Itacaiúnas (2,76 Ga) e o embasamento (> 3.0 Ga). No depósito e arredores, ocorrem, principalmente, o granito Serra Dourada, riodacitos e gabrodioritos, variavelmente deformados e hidrotermalizados. A Suíte Intrusiva Planalto, também identificada, não mostra feições de alteração das demais rochas. Diques máficos e félsicos cortam o pacote rochoso. Sob condições dúctil-rúpteis iniciais a rúpteis, subsequentemente, a alteração hidrotermal evoluiu de sódico-cálcica (albita, escapolita e anfibólios) precoce e ubíqua para potássica (K-feldspato e Cl-biotita), retomando, em seguida, o caráter sódico-cálcico de efeito local (albita, epidoto, apatita, turmalina e fluorita), para, finalmente, assumir caráter cálcio-magnesiano (clinocloro, actinolita, carbonatos e talco subordinado). No granito Serra Dourada, albitização, epidotização e turmalinização são mais proeminentes e se contrapõem à escapolitização, biotitização, anfibolitização e magnetitização, muito expressivas nos gabros/quartzodioritos, e à K-feldspatização, mais comum nos riodacitos. Os principais corpos de minério são representados por veios e brechas, constituídos por calcopirita-bornita, além de disseminações (calcopirita + pirita ± molibdenita ± pentlandita). A suíte metálica básica é Fe-Cu-Au ± ETR. Abundante sulfeto foi precipitado na transição da alteração potássica para a cálcio-magnesiana, tendo apatita, escapolita, actinolita, epidoto, magnetita, turmalina, calcita, gipsita e fluorita como os principais minerais de ganga. Os metais foram transportados por fluidos hidrotermais ricos em Na, Ca, K, Fe e Mg, além de P, B, F e espécies de S. As similaridades se sobrepõem às diferenças, o que permite considerar os depósitos Visconde e Sossego cogenéticos.

Geologia do depósito de ouro do alvo guarda-mor, na sequência Jaupaci (Israelândia - GO)

The study area of the Guarda-Mor target (Israelândia-GO) contextualizes the terrains of the estaern portion of the Arenópolis Magmatic Arc, more accurately, the Neoproterozoic associations inserted in the field of the Jaupaci volcano-sedimentary sequence. The mapped area is located in the central-western of Goiás state. The presente paper has as main objective to characterize the structural, petrographic and litogeochemistry of the target rocks beyond to compare these factors with the Mina Bacilândia rocks (Fazenda Nova-GO) in order to assess the genetic similarity of volcano-sedimentary units and deposits associated. The Guarda-Mor target is represented by the Jaupaci metavolcanic rocks sequence presenting bimodal volcanism. This sequence consists in metafelsic rocks like sericite/muscovite quartz schist, phyllite and metarriolites and/or metariodacites with calc-alkaline geochemical signature and metamafic rocks with tholeiitic character formed by actinolite - chlorite schist and chlorite - quartz schist. Besides the package of supracrustal rocks also can be observed the occurrence of a local intrusion syn- to late - tectonic named Granito Subvulcânico. In the study area beyond the marked volcanism also seen an event of crustal melting granitogênese evidenced by the presence of 2 granites at the east and the west of the map, Granito Israelândia and Granito Iporá respectively. Structural analysis both at the macro and micro have identified 3 deformation phases. The types of rock on the region record features in the metamorphic facies top and down. These features were subdivided into 3 metamorphic areas: the east and West areas show thermal metamorphism due to intrusion of adjacente granites while the central domain displays features of regional metamorphism. Gold mineralization of the Guarda –Mor deposit target suggests a possible structural control beyond pronounced the hydrothermal alteration. The mineralization may also be...

Copper ore type definition from Sossego Mine using X-ray diffraction and cluster analysis technique

This paper presents the classification of 110 copper ore samples from Sossego Mine, based on X-ray diffraction and cluster analysis. The comparison based on the position and the intensity of the diffracted peaks allowed the distinction of seven ore types, whose differences refer to the proportion of major minerals: quartz, feldspar, actinolite, iron oxides, mica and chlorite. There was a strong correlation between the grouping and the location of the samples in Sequeirinho and Sossego orebodies. This relationship is due to different types and intensities of hydrothermal alteration prevailing in each body, which reflect the mineralogical composition and thus the X-ray diffractograms of samples.

Magnetic anisotropy in natural amphibole crystals

Anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) is often used as a proxy for mineral fabric in deformed rocks. To do so quantitatively, it is necessary to quantify the intrinsic magnetic anisotropy of single crystals of rock-forming minerals. Amphiboles are common in mafic igneous and metamorphic rocks and often define rock texture due to their general prismatic crystal habits. Amphiboles may dominate the magnetic anisotropy in intermediate to felsic igneous rocks and in some metamorphic rock types, because they have a high Fe concentration and they can develop a strong crystallographic preferred orientation. In this study, the AMS is characterized in 28 single crystals and I crystal aggregate of compositionally diverse clino- and ortho-amphiboles. High-field methods were used to isolate the paramagnetic component of the anisotropy, which is unaffected by ferromagnetic inclusions that often occur in amphibole crystals. Laue imaging, laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry, and Mossbauer spectroscopy were performed to relate the magnetic anisotropy to crystal structure and Fe concentration. The minimum susceptibility is parallel to the crystallographic a*-axis and the maximum susceptibility is generally parallel to the crystallographic b-axis in tremolite, actinolite, and hornblende. Gedrite has its minimum susceptibility along the a-axis, and maximum susceptibility aligned with c. In richterite, however, the intermediate susceptibility is parallel to the b-axis and the minimum and maximum susceptibility directions are distributed in the a-c plane. The degree of anisotropy, k', increases generally with Fe concentration, following a linear trend: k' = 1.61 x 10(-9) Fe - 1.17 x 10(-9) m(3)/kg. Additionally, it may depend on the Fe2+/Fe3+ ratio. For most samples, the degree of anisotropy increases by a factor of approximately 8 upon cooling from room temperature to 77 K. Fen-oactinolite, one pargasite crystal and riebeckite show a larger increase, which is related to the onset of local ferromagnetic (s.l.) interactions below about 100 K. This comprehensive data set increases our understanding of the magnetic structure of amphiboles, and it is central to interpreting magnetic fabrics of rocks whose AMS is controlled by amphibole minerals.

Chemistry of minerals from amphibole-chlorite veins of ODP Site 209-1270

We examined small-scale shear zones in drillcore samples of abyssal peridotites from the Mid-Atlantic Ridge. These shear zones are associated with veins consisting of chlorite + actinolite/tremolite assemblages, with accessory phases zircon and apatite, and they are interpreted as altered plagiogranite melt impregnations, which originate from hydrous partial melting of gabbroic intrusion in an oceanic detachment fault. Ti-in-zircon thermometry yields temperatures around 820°C for the crystallization of the evolved melt. Reaction path modeling indicates that the alteration assemblage includes serpentine of the adjacent altered peridotites. Based on the model results, we propose that formation of chlorite occurred at higher temperatures than serpentinization, thus leading to strain localization around former plagiogranites during alteration. The detachment fault represents a major pathway for fluids through the oceanic crust, as evidenced by extremely low d18O of altered plagiogranite veins (+3.0-4.2 per mil) and adjacent serpentinites (+ 2.6-3.7 per mil). The uniform oxygen isotope data indicate that fluid flow in the detachment fault system affected veins and adjacent host serpentinites likewise.

Geochemistry of basement clasts from sediment core CRP-3 in the ross Sea, Antarctica

Distribution patterns and petrographical and mineral chemistry data are described for the most representative basement lithologies occuring as clast in the c. 824 m thick Tertiary sedimentary sequence at the CRP-3 drillsite. These are granule to bolder grain size clasts of igneous and metamorphic rocks. Within the basement clast assemblage, granitoid pebbles are the predominant lithology. They consist of dominant grey biotic-bearing monzogranite, pink biotite-hornblende monzogranite, and biotite-bearing leucomomonzgranite. Minor lithologies include: actinolite-bearing leucotonalite, microgranite, biotite-hornblende quartz-monzonitic porphyr, and foliated biotic leucomonzogranite. Metamorphic clasts include rocks of both granitic and sedimentary derivation. They include mylonitic biotic orthogneiss, with or without garnet, muscovite-bearing quartzite, sillimanite-biotite paragneiss, biotite meta-sandstone, biotite-spotted schist, biotite-clacite-clinoamphibole meta-feldspathic arenite, biotite-calcite-clinozoisite meta-siltstone, biotite±clinoamphibole meta-marl, and graphite-bearing marble. As in previous CRP drillcores, the ubiquitous occurence of biotite±hornblende monzogranite pebbles is indicative of a local provenance, closely mirroring the dominance of these lithologies in the on-shore basement, where the Cambro-Ordovician Granite Harbour Intrusive Complex forms the most extensively exposed rock unit.

(Table 1) Oxygen isotope temperatures from hydrothermally altered breccias at DSDP Hole 60-453

Gabbro-metabasalt polymict breccias cored in Deep Sea Drilling Project Hole 453 are cemented in part by hydrothermal alteration to lower greenschist facies (chlorite-epidote-actinolite) mineral assemblages. Temperature estimates for this alteration, based on oxygen isotope determinations of secondary minerals, are nearly 100°C at the top of the breccias and over 200°C in a zone of intense alteration near the base.

Geochemistry of DSDP Hole 83-504B minerals

Leg 83 of the Deep Sea Drilling Project has deepened Hole 504B to over 1 km into basement, 1350 m below the seafloor (BSF). The hole previously extended through 274.5 m of sediment and 561.5 m of pillow basalts altered at low temperature (< 100°C), to 836 m BSF. Leg 83 drilling penetrated an additional 10 m of pillows, a 209-m transition zone, and 295 m into a sheeted dike complex. Leg 83 basalts (836-1350 m BSF) generally contain superimposed greenschist and zeolite-facies mineral parageneses. Alteration of pillows and dikes from 836 to 898 m BSF occurred under reducing conditions at low water/rock ratios, and at temperatures probably greater than 100°C. Evolution of fluid composition resulted in the formation of (1) clay minerals, followed by (2) zeolites, anhydrite, and calcite. Alteration of basalts in the transition zone and dike sections (898-1350 m BSF) occurred in three basic stages, defined by the opening of fractures and the formation of characteristic secondary minerals. (1) Chlorite, actinolite, pyrite, albite, sphene, and minor quartz formed in veins and host basalts from partially reacted seawater (Mg-bearing, locally metal-and Si-enriched) at temperatures of at least 200-250°C. (2) Quartz, epidote, and sulfides formed in veins at temperatures of up to 380°C, from more evolved (Mg-depleted, metal-, Si-, and 18O-enriched) fluids. (3) The last stage is characterized by zeolite formation: (a) analcite and stilbite formed locally, possibly at temperatures less than 200°C followed by (b) formation of laumontite, heulàndite, scolecite, calcite, and prehnite from solutions depleted in Mg and enriched in Ca and 18O, at temperatures of up to 250°C. The presence of small amounts of anhydrite locally may be due to ingress of relatively unaltered seawater into the system during Stage 3. Alteration was controlled by the permeability of the crust and is characterized by generally incomplete recrystallization and replacement reactions among secondary minerals. Secondary mineralogy in the host basalts is strongly controlled by primary mineralogy. The alteration of Leg 83 basalts can be interpreted in terms of an evolving hydrothermal system, with (a) changes in solution composition because of reaction of seawater fluids with basalts at high temperatures; (b) variations in permeability caused by several stages of sealing and reopening of cracks; and (c) a general cooling of the system, caused either by the cooling of a magma chamber beneath the spreading center and/or the movement of the crust away from the heat source. The relationship of the high-temperature alteration in the transition zone and dike sections to the low-temperature alteration in the overlying pillow section remains uncertain.

Holocene sedimentation in the Strait of Otranto, Mediterranean Sea

An extensive radiograph study of 24 undisturbed, up to 206-cm long box and gravity cores from the western part of the Strait of Otranto revealed a great variety of primary bedding structures and secondary burrowing features. The regional distribution of the sediments according to their structural, textural, and compositional properties reflects the major morphologic subdivisions of the strait into shelf, slope, and trough bottom (e.g., the bottom of the northern end of the Corfu-Kephallinia Trough, which extends from the northeastern Ionian Sea into the Strait of Otranto): (1) The Apulian shelf (0 to -170m) is only partly covered by very poorly sorted, muddy sands without layering. These relict(?) sands are rich in organic carbonate debris and contain glauconite and reworked (?Pleistocene) ooids. (2) The slope sediments (-170 to -1,000 m) are poorly sorted, sandy muds with a high degree of burrowing. One core (OT 5) is laminated and shows slump structures. An origin of these slumped sediment masses from older deposits higher on the slope was inferred from their abnormal compaction, color, texture, organic content, and mineral composition. (3) Cores from the northern end of the Corfu-Kephallinia Trough (-980 to -1,060 m) display a few graded sand layers, 2-5 cm (maximum 30 cm) thick with parallel and ripple-cross-laminations, deposited by oceanic bottom or small-scale turbidity currents. They are intercalated with homogeneous lutite. (4) Hemipelagic sediments prevail in the more southerly part of the Corfu-Kephallinia Trough and on the "Apulian-Ionian Ridge", the southern submarine extension of the Apulian Peninsula. Below a core depth of 160 cm, these cores have a laminated ("varved") zone, representing an Early Holocene (Boreal-Atlanticum) "stagnation layer" (14C age approximately 9,000 years). The terrigenous components of the surface sediments as well as those of the deeper sand layers can be derived from the Apulian shelf and the Italian mainland (Cretaceous Apulian Plateau and Gargano Mountains, southern Apennines, volcanic province of the Monte Vulture). Indicated by the heavy mineral glaucophane, a minor proportion of the sedimentary material is probably of Alpine origin. If this portion is considered to be first-cycle clastic material it reaches the Strait of Otranto after a longitudinal transport of 700 km via the Adriatic Sea. The lack of phyllosilicates in the coarse- to medium-grained shelf samples might be explained by the activity of the "Apulian Current" (surface velocities up to 4 knots) which in the past possibly has affected the bottom almost down to depths of the shelf edge. The percentage of planktonic organisms, and also the plankton: benthos ratio in the sediments is a useful indicator for bathymetry (depth zonation).

Heavy minerals from Paleogene sediments at DSDP Leg 81 Holes

Five heavy mineral associations occur in the Paleocene and Eocene sediments recovered during Leg 81 of the Deep Sea Drilling Project (DSDP) in the SW Rockall area. Association 1, consisting of augite, iddingsite, and olivine, was derived from the basaltic rocks of the northern part of the Rockall Plateau. Association 2 consists of epidote group minerals, including piedmontite, and amphiboles of actinolite, actinolitic hornblende, and magnesio-hornblende compositions, and was derived from the metamorphic basement of south Greenland. Association 3 comprises garnet, augite, apatite, and edenitic and pargasitic amphiboles and has a provenance in the southern Rockall Plateau. Associations 4 (garnet, apatite, edenitic/pargasitic amphiboles) and 5 (garnet, apatite) are intrastratal solution derivatives of Association 3, with successive removal of first pyroxene and then amphibole with increasing depth of burial. Throughout the SW Rockall Plateau area there is a significant change in the spectrum of the above assemblages in the lower part of the Eocene. This change has been noted at Sites 403, 404, 553, and 555 and is defined by the last appearance of Association 2. This level therefore marks the cessation of sediment supply from southern Greenland and is the result of the final separation of Rockall and Greenland immediately prior to magnetic Anomaly 24.