Metalogênese dos Depósitos Cupríferos de Caraíba, Surubim, Vermelhos e Sussuarana, Vale do Curaçá, Bahia, Brasil

Abstract

O Vale do Curaçá é o distrito cuprífero mais antigo do Brasil e que se encontra em produção contínua desde 1979, quando as atividades de lavra foram iniciadas na Mina Caraíba. A região encontra-se inserida no Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá, um cinturão orogênico que chega a fácies granulito, datado do Arqueano ao Paleoproterozóico (Orosiriano-Riaciano). Estudos anteriores apontaram para uma gênese magmática destas mineralizações hospedadas em piroxenitos e noritos. Mais recentemente, a importância de processos metassomáticos arqueanos e paleoproterozóicos foi enfatizada na gênese do minério, tendo sido proposto um modelo IOCG para estes depósitos. O presente estudo procura estabelecer uma comparação entre quatro depósitos cupríferos, localizados dentro do Vale do Rio Curaçá, porém em latitudes distintas. Os objetivos da pesquisa envolvem a compreensão dos processos geológicos atuantes na formação de cada depósito e o estabelecimento de uma síntese sobre a metalogênese do cobre na região. Foram produzidos dados geológicos, petrológicos, de química mineral, geocronológicos e de razões isotópicas de enxofre (34S). Entre as características comuns a estes depósitos figuram: uma alteração potássica pervasiva e outra sódica mais localizada, além de concentrações elevadas de magnetita nas zonas mineralizadas. Análises realizadas por microssonda eletrônica e MEV-EDS demostram a variação composicional entre os minérios magmáticos e hidrotermais, e dos minerais de ganga. Os sulfetos considerados primários/magmáticos ocorrem como minerais intercúmulus em porções mais ricas em piroxênios, apresentam valores inferiores de elementos calcófilos menores (principalmente o Pb) quando comparados aos sulfetos secundários/hidrotermais, que ocorrem como vênulas em bolsões associados a minerais potássicos. Cálculos geotermométricos indicam que a fase de mineralização principal se processou em condições de fácies anfibolito baixo, enquanto que a alteração tardia ocorreu na fácies xisto verde. Novas idades U-Pb SHRIMP IIe de rochas metassomatizadas das minas de Caraíba e Surubim, demonstram a associação do metassomatismo com o colapso do orógeno, no intervalo entre 2,05 e 2,04 Ga. Os dados de isótopos de enxofre indicam fontes magmáticas, sem fracionamento importante (34S ~ 0‰VCDT). As razões isotópicas do estágio hidrotermal principal têm valores negativos (34S ~ -6.0‰), possivelmente associado à perda isótopos pesados durante a devolatilização metamórfica. Estas razões evoluem para valores positivos (que atinge +11.37‰), no estágio hidrotermal tardio, remetendo a fontes mais oxidadas. O modelo evolutivo proposto aponta para uma história multifásica das mineralizações, em quatro estágios: (i) mineralização primária magmática em fundo oceânico ao final do Neoarqueano (ca. 2,6 Ga); (ii) edificação do Orógeno-Itabuna-Salvador-Curaçá, metamorfismo progressivo granitogênese e colocação do Sienito de Itiúba (ca. 2,08 Ga); (iii) fase de remobilização hidrotermal durante o colapso orogênico, com a instalação de um sistema IOCG (ca. 2,04 Ga); (iv) soerguimento do orógeno e metassomatismo tardio (ca. 1.92 Ga).

ABSTRACT - The Curaçá Valley is the oldest cupriferous district of Brazil and is in continuous production since 1979, when mining activities were initiated in the Caraíba mine. It is located in the Itabuna-Salvador-Curaçá Orogen, a belt that reaches the granulite facies, and records archean to paleoproterozoic ages. Previous studies have pointed to an orthomagmatic genesis for this mineralization, hosted by pyroxenite and norite. More recently, the importance of Archean and Paleoproterozoic metasomatic processes were emphasized in the genesis of the ore, and an IOCG model has been proposed for these deposits The present study seeks at establishing a comparison between four copper deposits located within the Curaçá Valley, but at distinct latitudes. The objectives of the research involve the understanding of the geologic processes active in the formation of each deposit and the establishment of a synthesis on the copper metallogenesis in the region. Geological, petrological, mineral chemistry, geochronology of sulfur isotope (34S) data were produced. Among the common features of these deposits appear: a pervasive potassium alteration and another sodic, more localized, besides high concentrations of magnetite in the mineralized zones. Analyses carried out by electron microprobe and SEM-EDS demonstrate the compositional variation between magmatic and hydrothermal ore, and gangue minerals. The sulphide minerals thought as primary/magmatic appears as intercumulus phase associated to pyroxene grains, it shows smaller chalcopile elemento contentes (mainly the Pb), as compared to secondary/hydrothermal sulphide, that are seen as veinlets or in irregular shapes near potassic minerals. Geothermometric calculations indicate that the main phase of mineralization occurred in low amphibolite facies conditions, while the late alteration occurred in the greenschist facies. New U-Pb SHRIMP IIe ages of metasomatized rocks from the Caraíba and Surubim mines demonstrate the association of metasomatism with the collapse of the orogen, in the range between 2.05 and 2.04 Ga ago. The sulfur isotope data indicate magmatic sources without significant fractionation (34S ~ 0‰VCDT). The isotopic ratios of the main hydrothermal stage have negative values (34S ~ 6.0‰), possibly related to heavy isotope loss linked to metamorphic devolatization. This ratio values evolves into positive values (reaching +11.37‰) in the late hydrothermal stage, that suggests more oxidized sources. The evolutionary model proposed in four stages, points to a multiphase mineralization story: (i) primary magmatic mineralization at the seafloor, at the end of the Late Neoarchean (ca. 2.6 Ga); (ii) build up of Itabuna-Salvador-Curaçá Orogen, progressive metamorphism, granitogenesis and emplacement of Itiúbas’ Syenite (ca. 2.08 Ga); (iii) hydrothermal reconcentration related to orogenic collapse (ca. 2.04 Ga); (iv) orogenic uplift and late metassomatism (ca. 1.92 Ga).