Fosforitos da Região de Juazeiro, Bahia: Paleoambientes, Geocronologia, Controles da Mineralização e Correlações Estratigráficas

Abstract

A área de estudo está localizada na região norte do Estado da Bahia, no município de Juazeiro. Tectonicamente está inserida no Complexo Rio Salitre, que é uma sequência metavulcanossedimentar metamorfisada na fácies xisto verde. Os primeiros estudos sobre as ocorrências de fosfato na região de Juazeiro foram realizados no final dos anos 1970 e início dos anos 1980, localizados na Ilha do Fogo e no Serrote da Batateira. A mineralização de fosfato está hospedada em em um cinturão descontínuo de rochas metamórficas paraderivadas, constituídas por quartzito calcissilicático, quartzito com diopsídio e tremolita-quartzito. Nas imediações desses depósitos ocorre uma série de colinas chamadas Serra do Velho Firmino, Serra dos Espinhos e Serrote do Sacrabetó, que são possíveis alvos para exploração de fosfato sedimentar. As litofácies mineralizadas foram sujeitas a, pelo menos, dois eventos orogênicos. O evento mais antigo (final do Paleoproterozoico) foi o metamorfismo regional com grau variável, de xisto verde a anfibolito baixo, associado com granitóides sin-orogênicos, acompanhado por deformação polifásica. O objetivo geral do presente estudo foi caracterizar os fosfatos em seus aspectos petrogenéticos, litogeoquímicos e geocronológicos. Os objetivos específicos foram: (i) executar um mapeamento geológico, a fim de definir a mineralização e suas rochas hospedeiras, e uma tentativa de correlacionar estratigraficamente as camadas mineralizadas; (ii) realizar estudos petrológicos e litogeoquímicos das sequências metassedimentares, com foco nas camadas de fosfato, buscando decifrar sua evolução, e (iii) executar datações Sm-Nd em formações ferríferas bandadas (BIFs), que são intercalados na sequência metassedimentar. A partir dos dados de campo e litogeoquímica foi possível caracterizar cinco unidades litoestratigráficas correlacionados nos principais conjuntos de colinas, que variam de pelíticas na base, carbonática/calcissilicáticas com intercalação de BIF e quartzo-terrígenas na porção intermediária, bem como pelitica e quimica no topo. A sequência intermediária é mineralizada com apatita, que é disseminada principalmente em rochas calcissilicáticas. Anomalias negativas de Ce, quando normalizado para PAAS, indicam condições de deposição variando de sub-óxica para anóxica, em uma plataforma proximal, representada pela Serrote da Batateira, Ilha do Fogo e Serra dos Espinhos. Anomalias positivas de Eu podem ser associados a diferentes intensidades de fluxo hidrotermal durante a deposição e/ou ocasionadas pelas alterações durante o metamorfismo. Relações isotópicas de 147Sm/144Nd, que variam de 0,12 a 0,14, associadas a valores εNd que variam de -4,86 para -5,66, sugerem fontes crustais com rochas mais diferenciadas. Os dados geocronológicos de Sm-Nd sugerem uma idade de 2021±97 Ma para a sequência plataformal que hospeda as mineralizações de fosfato. As principais fácies mineralizadas foram depositadas em ambiente plataformal marinho variando de raso a profundo, O controle de mineralização é essencialmente estratigráfico, condicionado tanto por processos orgânicos quanto inorgânicos. Estes dados estão de acordo com um modelo aceito para a formação de fosforitos precambrianos. Espera-se que os resultados do presente estudo contribuam para a melhor compreensão da fosfogênese no setor nordeste do Cráton São Francisco, relacionado com a evolução da bacia paleoproterozóica.

ABSTRACT - The study area is located in the north of State of Bahia, in the Juazeiro municipality. Tectonically it is inserted in the Rio Salitre Complex, which is a metavolcanosedimentary sequence metamorphosed in the greenschist facies. The first studies about phosphate occurrences in the Juazeiro region were performed in the late 1970’s and early 1980’s, located on the Ilha do Fogo and Serrote da Batateira. The phosphate mineralization is hosted in a discontinuous belt of paraderived metamorphic rocks, consisting of calcsilicatic quartzite, quartzite with diopside and tremolite-quartzite. In the vicinity of these deposits occur a series of hills called Serra do Velho Firmino, Serra dos Espinhos and Serrote do Sacrabetó, which are possible targets for exploration of sedimentary phosphate. The mineralized lithofacies were subjected to at least two orogenic events. The earliest event (late Paleoproterozoic) was regional metamorphism with variable degree, from greenschist to low amphibolite, associated with syn-orogenic granitoids, accompanied by polyphase deformation. The general objective of the present study was to characterize the phosphate deposits, on their petrogenetic, lithogeochemical and geochronological aspects. The specific objectives were: (i) to carry out a geological mapping in order to define the mineralization and its host rocks, and an attempt to stratigraphically correlate the mineralized layers; (ii) to perform petrological and lithogeochemical studies of the metasedimentary sequences, with focus on the phosphate layers, seeking at deciphering its evolution, and (iii) to execute Sm-Nd datings in banded iron formations (BIFs), which are intercalated in the metasedimentary sequences. From the field and lithogeochemical data it was possible to characterize five lithostratigraphic units correlated in the main sets of hills, which vary from pelitic at the base, carbonate/calcsilicate, BIF and quartz-terrigenous in the intermediate portion and chemical and pelitic in the top. The intermediate sequence is mineralized with apatite, which is disseminated especially in calcsilicate rocks. Negative anomalies of Ce, when normalized to PAAS, indicate deposition conditions ranging from sub-oxic to anoxic, in a proximal platform, represented by the Serrote da Batateira, Ilha do Fogo and Serra dos Espinhos. Positive Eu anomalies may be associated with different intensities of hydrothermal flows during the deposition and/or promoted by changes during metamorphism. Isotopic ratios of 147Sm /144Nd going from 0.12 to 0.14, associated with εNd values varying from -4.86 to -5.66, suggest more differentiated crustal rock sources. The geochronological data of Sm-Nd suggest a 2021±97 Ma age to the platformal sequence that hosts of phosphate mineralization. The main mineralized facies was deposited in a marine, shallow to deep platformal environment. The control of mineralization is essentially stratigraphic, conditioned either by organic and inorganic processes. These data are in agreement with a model accepted for the formation of precambrian phosphorites. It is expected that results of the present study contribute to a better understanding of the phosphogenesis in the northeast sector of the São Francisco Craton, related to the evolution of the paleoproterozoic basin.