Os ETR são habitualmente imóveis em ambientes hidrotermais, mas se o grau de alteração for elevado, assim como os processos de interação fluido-rocha, pode ocorrer mobilidade dos mesmos que resulta em variações nas razões Sm/Nd e possibilita o cálculo de isócronas. Exemplo de mobilidade dos ETR por alteração hidrotermal é o depósito de sulfetos maciços de Kidd Creek (e.g., Campbell et al., 1984; Schandl et al., 1991). Outra aplicação do método em mineralizações é a caracterização de reservatórios-fonte dos fluidos hidrotermais através do parâmetro petrogenético
ε
Nd. O objetivo principal da utilização deste método foi caracterizar a assinatura isotópica 147Sm/144Nd e 143Nd/144Nd do minério EA e das rochas hospedeiras, para fazer inferências sobre as suas fontes e processos de interação com as rochas encaixantes.Os resultados isotópicos para as rochas vulcanoclásticas V1/V2, MA e FAM apresentam razões 147Sm/144Nd dentro do intervalo [0.0872 - 0.1231], [0.0172 - 0.1223] e [0.0934 - 0.1376], respectivamente, e valores médios de 0.1043, 0.0910 e 0.1083, pela mesma ordem. As razões 143Nd/144Nd para todos os conjuntos situam-se entre 0.510008 e 0.511338 (Tabela 6.5). Os teores de Sm para os subconjuntos V1/V2, MA e FAM encontram-se no intervalo [2.93 - 3.97] ppm, [0.71 - 3.96] ppm, [2.83 - 3.68] ppm e [1.09 - 3.32] ppm, respectivamente. Os teores em Nd encontram-se no intervalo [18.80 - 24] ppm, [11.61 - 26] ppm e [6.70 -19.60] ppm, pela mesma ordem. O intervalo de variação das razões Sm/Nd para os subconjuntos V1/V2 (0.14 – 0.20), MA (0.03 – 0.20) e FAM (0.15 – 0.23) são similares (Tabela 6.5).
As idades modelo Sm-Nd manto empobrecido (TDM; De Paolo, 1991) calculadas para as vulcanoclásticas são muito variáveis devido à heterogeneidade da própria rocha e ao elevado fracionamento das razões Sm/Nd produzido pelos sucessivos processos de alteração hidrotermal. No entanto, nas amostras alteradas e sem fracionamento, é possível caracterizar uma época próxima de 3.0 Ga como o principal período para a diferenciação do manto superior dos magmas parentais das rochas vulcânicas. Esta idade é compatível com o padrão geocronológico do QF suportado pelas idades U-Pb herdadas em zircão e TDM em anfibolitos e rochas da suíte TTG.
Os valores de
ε
Nd calculados para a idade da mineralização (2.68 Ga) situam-se no intervalo de -6.4 a +2, -3.7 a +1.5 e -4.84 a +1.66, para as amostras do conjunto V1 e V2, MA e FAM, respectivamente (Tabela 6.5). Cabe ressaltar que somente foram utilizados os valores das amostras com razão 147Sm/144Nd entre 0.090 e 0.120, ou seja, amostras que não sofreram fracionamentos significativos da razão 147Sm/144Nd. Os valores apresentados são variáveis entre -6 e +2, indicando a heterogeneidade das rochas analisadas, típico de sequências meta- vulcanossedimentares do Arqueano, que incluem litótipos de origem mantélica, como rochas vulcânicas máficas e componentes crustais associados ao material sedimentar.6 – Geologia Isotópica
129
O filito carbono apresenta teores em Sm (2.05 e 3.28 ppm), Nd (10.63 e 16.18 ppm), razões 147Sm/144Nd (0.1167 e 0.1225) e 143Nd/144Nd (0.511150 e 0.511266) na mesma ordem de valores que as rochas vulcanoclásticas. Os valores de
ε
Nd calculados para 2.68 Ga para as duas amostras analisadas são de 1.7 e -1.4. As idades modelo TDM de 3.0 Ga indicam a estimativa de residência crustal destas rochas (Tabela 6.5).Sm Nd (ppm) (ppm) EA-10B V1 3.41 19.70 0.1047 0.510916 6 -0.47 3.0 -2.1 EA-11 V1 3.83 20.40 0.1135 0.510949 10 -0.42 3.2 -4.5 EA-12 V1 3.62 19.70 0.1111 0.510809 10 -0.44 3.4 -6.4 EA-17 V1 3.50 20.80 0.1018 0.510858 8 -0.48 3.0 -2.3 EA-20 V1 2.93 18.80 0.0942 0.510946 8 -0.52 2.7 2.0 EA-23 V1 3.47 20.60 0.1019 0.510997 7 -0.48 2.8 0.4 EA-33 V1 3.97 19.50 0.1231 0.510609 13 -0.37 4.2 -14.4 EA-34 V1 3.46 24.00 0.0872 0.510893 9 -0.56 2.6 3.4 EA-76 V2 3.69 21.97 0.1016 0.510884 14 -0.48 3.0 -1.7 EA-45 V1-MA 3.07 15.16 0.1223 0.511338 11 -0.38 2.9 0.1 EA-53 V1-MA 0.71 25.00 0.0172 0.511166 9 -0.91 1.5 32.7 EA-19 V1-MA 3.88 24.00 0.0978 0.510779 10 -0.50 3.0 -2.5 EA-79 V1-MA 1.84 11.61 0.0958 0.510818 15 -0.51 2.9 -1.0 EA-44 V1-MA 3.96 22.00 0.1088 0.510907 7 -0.45 3.1 -3.7 EA-36 V1-MA 3.51 21.80 0.0974 0.510008 10 -0.51 4.1 -17.3 EA-35 V2-MA 3.11 26.00 0.0723 0.510971 7 -0.63 2.2 10.0 EA-26 V2-MA 3.66 21.00 0.1054 0.511115 7 -0.46 2.7 1.5 EA-38 V2-MA 2.83 23.00 0.0744 0.511134 8 -0.62 2.1 12.5 EA-71 V2-MA 3.68 18.80 0.1184 0.510973 12 -0.40 3.4 -5.7 EA-2 V1-FAM 3.32 18.90 0.1062 0.510937 8 -0.46 3.0 -2.3 EA-16 V1-FAM 2.94 17.00 0.1046 0.510776 10 -0.47 3.2 -4.8 EA-55 V1-FAM 1.56 10.10 0.0934 0.510881 8 -0.53 2.8 1.0 EA-72 V1-FAM 3.05 19.60 0.0941 0.510925 9 -0.52 2.7 1.7 EA-74 V1-FAM 2.38 11.90 0.1209 0.510090 10 -0.39 5.1 -23.8 EA-81 V1-FAM 1.21 7.10 0.1031 0.510918 10 -0.48 3.0 -1.5 EA-83 V1-FAM 1.09 6.70 0.0984 0.510766 12 -0.50 3.0 -2.9 EA-86 V1-FAM 2.23 9.80 0.1376 0.510811 11 -0.30 4.7 -15.4 EA-95 V1-FAM 1.60 10.00 0.0968 0.510765 11 -0.51 3.0 -2.4 EA-75 V2-FAM 2.31 10.90 0.1282 0.510881 10 -0.35 4.0 -10.8 EA-27 FC 2.05 10.63 0.1167 0.511150 13 -0.41 3.0 -1.7 EA-77 FC 3.28 16.18 0.1225 0.511266 10 -0.38 3.0 -1.4 *Erro = n x 10-6
Tabela 6.5. Composição isotópica de Nd para as rochas vulcanoclásticas e filito carbonoso.
Amostra Rocha 147Sm/144Nd143Nd/144Nd 2σ* f
Sm/Nd TDM (Ga)
ε
Nd(2.68)Geocronologia e evolução metalogenética da mineralização aurífera do depósito Engenho d’Água
130
Os sulfetos analisados apresentam conteúdos variados em Sm (0.09 a 1.36 ppm) e Nd (0.10 a 8.18 ppm) com a razão Sm/Nd a variar de 0.10 a 0.59. Tanto as amostras de pirita como de bertierita, indicam valores de
ε
Nd paraa idade da mineralização (2.68 Ga) pouco negativos entre -5 e -1 (pirita I e II), -3.76 e -2.9 (bertierita I e II) e -0.3 para a pirita 0, típicos de mineralizações auríferas do Arqueano tardio, mostrando que os fluidos hidrotermais evoluíram a partir de rochas da crosta continental (Tabela 6.6). Note-se que os valores obtidos para as amostras EA-49, EA-82 e EA-86 foram excluídos, visto apresentarem valores 147Sm/144Nd superiores a 0.13 e, no caso da EA-82, inferiores a 0.09. É importante observar que estes valores deε
Nd estão dentro do intervalo dos valores calculados, para a mesma idade, das vulcanoclásticas sem alteração, sugerindo que estas rochas constituíram a principal fonte dos fluidos do sistema hidrotermal responsável pela mineralização EA.Tabela 6.6. Composição isotópica de Nd para os sulfetos.
Sm Nd (ppm) (ppm) EA-27 Py 0 0.23 1.10 0.1254 0.511371 19 -0.36 -0.3 EA-49 Py I 1.06 2.86 0.2237 0.510738 15 0.14 -46.3 EA-58 Py I 0.31 1.50 0.1256 0.511186 14 -0.36 -4.0 EA-73 Py I 0.35 1.73 0.1205 0.511036 11 -0.39 -5.2 EA-82 Py I 0.23 2.26 0.0601 0.510961 18 -0.69 14.0 EA-83 Py I 0.48 2.62 0.1098 0.510944 10 -0.44 -3.3 EA-86 Py I 0.06 0.10 0.3543 0.511569 30 0.80 -74.7 EA-88 Py I 1.36 8.18 0.1006 0.510848 11 -0.49 -2.1 EA-89 Py I 1.22 7.49 0.0984 0.510709 13 -0.50 -4.0 EA-72 Py II 0.88 5.86 0.0904 0.510701 12 -0.54 -1.4 EA-85 Brt I 0.34 2.07 0.0985 0.510725 13 -0.50 -3.8 EA-86 Brt I 0.20 1.16 0.1059 0.510884 11 -0.46 -3.2 EA-74 Brt II 0.09 0.48 0.1085 0.510944 12 -0.45 -2.9 fSm/Nd
ε
Nd(2.68) *Erro = n x 10-6 Amostra Mineral 147Sm/144Nd143Nd/144Nd 2σ*Os valores de
ε
Nd e da razão 87Sr/86Sr para as vulcanoclásticas e sulfetos, regredidos para a época da mineralização (2.68 Ga), foram lançados no diagramaε
Nd vs. (87Sr/86Sr)i. Os pontos relativos às vulcanoclásticas pouco alteradas (V1 e V2) situam-se nos campos do manto empobrecido e da crosta continental inferior e, os pontos relativos aos sulfetos situam-se próximos ao campo destas rochas, mas já no campo relativo à crosta continental superior, mostrando a incorporação de materiais da crosta superior (Figura 6.6).6 – Geologia Isotópica
131
Figura 6.6. Diagrama (87Sr/86Sr)i vs. εNd para as rochas vucanoclásticas e sulfetos de EA.
6.1.4 Ar-Ar
O sistema isotópico Ar-Ar é baseado no decaimento de 39K em 39Ar. O método 40Ar/39Ar consiste na extração de Ar por aquecimento em etapas a laser até atingir a fusão total. A diferença fundamental em relação ao método K/Ar é o fato da análise de potássio não ser medida diretamente e sim como uma função de 39Ar produzido a partir de 39K, ativado mediante um fluxo de nêutrons num reator nuclear que converte 39K em 39Ar (Vasconcelos et al., 2002). As idades obtidas para cada fração de Ar liberado são projetadas no “diagrama de espectro de idades”, onde é possível obter a “Idade Patamar”, isto é, a parte do espectro que representa mais de 50% do Ar liberado, sem variação na idade, considerando os erros analíticos.
Este método tem sido usado em geocronologia na datação de minerais hidrotermais ricos em K, como é o caso da sericita, com o objetivo de determinar a idade da alteração hidrotermal. No entanto, para o caso de mineralizações remobilizadas e/ou recristalizadas por eventos geológicos posteriores, as idades obtidas em minerais formados anteriormente podem refletir a época do último evento termal que afetou a área do depósito.
Duas alíquotas de sericita hidrotermal da amostra EA-85 foram analisadas. Os resultados encontram-se na Tabela 120, Anexo B.III. O diagrama da Figura 6.7 mostra um espectro complexo evidenciando idades mais jovens nas duas primeiras etapas de aquecimento, indicando a perda de Ar nas bordas do grão. Nas etapas intermediárias de aquecimento, as amostras definem um plateau envolvendo 50% do Ar liberado, com sobreposição entre idades aparentes de 679.26 ± 3.95 Ma (erro 0.58% 1σ) e próximas mas não coerentes dentro do erro 2σ, produzindo uma idade integrada de 631.1 ± 5.96 Ma (0.94% 1σ), calculada com três etapas de aquecimento (Figura 6.7). Nas etapas de mais alta temperatura
Geocronologia e evolução metalogenética da mineralização aurífera do depósito Engenho d’Água
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foi liberado cerca de 20% a 40% de Ar, interpretado como excesso de Ar no sistema mineral possivelmente relacionado a algum núcleo de mineral detrítico presente na sericita. Com base nos dados obtidos pode ser sugerida uma idade neoproterozóica para a formação da sericita, confirmando a atuação de eventos tectono-termais durante o ciclo orogênico Brasiliano, que teria afetado a mineralização em Engenho d’Água e produzido circulação de fluidos hidrotermais, tal como verificado por Silva (2006) na mineralização aurífera da mina Cuiabá.
Figura 6.7. Diagrama 39Ar vs. Idade para a sericita hidrotermal.