Sulfur and carbon isotopes in scapolite-bearing granulites of the São José do Rio Pardo area, Brazil

Sulfur and carbon isotope compositions of ten scapolites from granulite-facies rocks of the São José do Rio Pardo area, Guaxupé Complex, Brazil, were measured. Scapolite is the primary and major rock-forming mineral in these rocks (up to 40 volume %). The isotopic composition of the sulfate and carbonate group in the scapolite structure has δ34S values of +1.0‰ to +6.7‰, and δ13C values of -14.3‰ to -6.3‰, respectively. The sulfur isotope data may be related to an upper mantle (external) or lower crustal (internal) source for the sulfur, whereas the carbon appears to have been derived from an internal source. Thus, the carbon and sulfur isotope data can be explained without invoking an external (mantle) source. © 1993.

Hyalotekite, (Ba,Pb,K)(4)(Ca,Y)(2)Si-8(B,Be)(2)(Si,B)(2)O28F, a Tectosilicate Related to Scapolite: New Structure Refinement, Phase Transitions and a Short-Range Ordered 3B Superstructure

Hyalotekite, a framework silicate of composition (Ba,Pb,K)(4)(Ca,Y)(2)Si-8(B,Be)(2) (Si,B)(2)O28F, is found in relatively high-temperature(greater than or equal to 500 degrees C) Mn skarns at Langban, Sweden, and peralkaline pegmatites at Dara-i-Pioz, Tajikistan. A new paragenesis at Dara-i-Pioz is pegmatite consisting of the Ba borosilicates leucosphenite and tienshanite, as well as caesium kupletskite, aegirine, pyrochlore, microcline and quartz. Hyalotekite has been partially replaced by barylite and danburite. This hyalotekite contains 1.29-1.78 wt.% Y2O3, equivalent to 0.172-0.238 Y pfu or 8-11% Y on the Ca site; its Pb/(Pb+Ba) ratio ranges 0.36-0.44. Electron microprobe F contents of Langban and Dara-i-Pioz hyalotekite range 1.04-1.45 wt.%, consistent with full occupancy of the F site. A new refinement of the structure factor data used in the original structural determination of a Langban hyalotekite resulted in a structural formula, (Pb1.96Ba1.86K0.18)Ca-2(B1.76Be0.24)(Si1.56B0.44)Si8O28F, consistent with chemical data and all cations with positive-definite thermal parameters, although with a slight excess of positive charge (+57.14 as opposed to the ideal +57.00). An unusual feature of the hyalotekite framework is that 4 of 28 oxygens are non-bridging; by merging these 4 oxygens into two, the framework topology of scapolite is obtained. The triclinic symmetry of hyalotekite observed at room temperature is obtained from a hypothetical tetragonal parent structure via a sequence of displacive phase transitions. Some of these transitions are associated with cation ordering, either Pb-Ba ordering in the large cation sites, or B-Be and Si-B ordering on tetrahedral sites. Others are largely displacive but affect the coordination of the large cations (Pb, Ba, K, Ca). High-resolution electron microscopy suggests that the undulatory extinction characteristic of hyalotekite is due to a fine mosaic microstructure. This suggests that at least one of these transitions occurs in nature during cooling, and that it is first order with a large volume change. A diffuse superstructure observed by electron diffraction implies the existence of a further stage of short-range cation ordering which probably involves both (Pb,K)-Ba and (BeSi,BB)-BSi.

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.

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.