Enriquecimento em magnetita e hematita em zonas de cisalhamento de cinturões orogênicos intracontinentais: o exemplo do setor norte do Orógeno Araçuaí-Oeste Congo, Brasil

Abstract

A Sequência Metavulcanossedimentar Igaporã-Licínio de Almeida está inserida na borda leste do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos do Espinhaço Setentrional, um dos componentes do Corredor do Paramirim, na porção intracontinental do Orógeno Araçuaí. O objetivo principal desse trabalho é entender os processos metalogenéticos que levaram à magnetitização e à hematitização em protominérios estéreis situados em cinturões de dobramentos e cavalgamentos de orógenos intracontinentais. Na área de estudo ocorrem xistos máficos, itabiritos quartzosos, anfibolíticos e carbonáticos e rochas carbonatossilicáticas. Os domínios magnetitizados e hematitizados ricos ocorrem, principalmente, nos itabiritos. A geometria geral do depósito está relacionada com a presença de duplexes compressionais com topo estrutural para SW. Essas são estruturas relacionadas com a Zona de Cisalhamento Carrapato e, como elementos de maior escala contém uma foliação Sn, que é representada por um bandamento composicional e por uma xistosidade paralelizada a ele. A foliação Sn foi observada em todas as escalas e nos itabiritos transpõe uma foliação Sn-1 presente em dobras isoclinais intrafoliais. Estruturas S/C/C’, boudins, pinch –and swell, bem como dobras em bainha e dobras em cortina são coetâneas à formação dessa foliação metamórfica de transposição. Uma lineação de estiramento mineral (Lxn) da mesma fase deformacional integra o arcabouço estrutural, bem como uma incipiente foliação que trunca a Sn- 1//Sn e que se relaciona com as dobras em cortina. A alteração hidrotermal é coetânea com o desenvolvimento das zonas de cisalhamento, tendo sido identificados estágios de potassificação (biotitização e moscovitização), alteração à clorita, carbonatação, alteração a carbonato e formação de óxidos de ferro (magnetita e hematita). A magnetita hipogênica aloja-se em estruturas C’ e em charneiras de dobras isoclinais intrafoliais. Essa geração cresce incluindo silicatos e carbonatos esqueletiformes ou formando bordas de corrosão em: (i) ferri-tschermakita e oligoclásio em xistos máficos; (ii) carbonato, actinolita, quartzo, biotita em rochas carbonatossilicáticas; (iii) quartzo em itabiritos quartzosos; (iv) cumingtonita e quartzo em itabirito anfibolítico; e (v) quartzo, carbonato e moscovita em itabiritos carbonáticos. Além disso, esses óxidos de ferro também substituem moscovita, carbonatos, epidoto e porfiroblastos de anfibólios que truncam a Sn. A hematita é platiforme e ocorre em agregados policristalinos marcando a foliação Sn-1//Sn, bem como a foliação plano axial (Sn) em dobras isoclinais intrafoliais. A sua formação sugere condições de maior oxidação do sistema hidrotermal. Determinações por LA-ICPMS mostram que, de forma geral, nos itabiritos quartzosos e anfibolíticos as magnetitas hipogênicas são mais ricas em Elementos Terras Raras Leves do que as magnetitas precoces e sua composição se aproxima da composição da rocha encaixante da mineralização. A formação de domínios com enriquecimento em hematita e magnetita está relacionada com a percolação de fluidos hidrotermais que dissolveram silicatos, remobilizaram uma primeira geração de magnetita em itabiritos e precipitaram uma segunda geração desse mineral aproveitando estruturas de cisalhamento ediacaranas.

ABSTRACT - The Igaporã-Licínio de Almeida Metavolcano-sedimentary Sequence is located at the eastern border of the Northern Espinhaço Thrust and Fold Belt, one of the components of the Paramirim Corridor, in the intracontinental portion of the Araçuaí Orogen. The main objective of the present study was to understand the metallogenetic processes that lead to the magnetization and hematitization in sterile proto-ores located in thrust and fold belts of intracontinental orogens. Mafic schists, itabirites of quartz, amphibolite and carbonate composition, and carbonate-silicate rocks occur in the study area. Rich magnetized and hematitized domains occur mainly in itabirites. The general geometry of the deposit is related to the presence of compressional duplexes that present their structural top towards SW. These structures are related to the Carrapato Shear Zone and contain as large scale elements Sn foliation, which is represented by compositional banding and parallel schistosity. Sn foliation was observed at all scales and in the itabirites it transposed Sn-1 foliation present in intrafolial isoclinal folds. S/C/C’, boudins, pinch-and-swell structures, as well as sheath and curtain folds are coetaneous with the formation of this metamorphic transposition foliation. Mineral stretching lineation (Lxn) from the same deformational phase integrates the structural framework, as well as an incipient foliation that truncates Sn-1//Sn and is related to curtain folds. Hydrothermal alteration is coetaneous with the development of shear zones, where stages of potassification (biotitization and muscovitization), alteration into chlorite, carbonation, alteration into carbonate, and formation of iron oxides (magnetite and hematite) were identified. Hypogenic magnetite lodges itself in C’ structures and in fold axes of intrafolial isoclinal folds. This generation grows either including silicates and skeletal carbonates or forming corrosion edges in: (i) ferrotschermakite and oligoclase in mafic schists; (ii) carbonate, actinolite, quartz, biotite in carbonate-silicate rocks; (iii) quartz in quartz-rich itabirites; (iv) cummingtonite and quartz in amphibolitic itabirites; and (v) quartz, carbonate, and muscovite in carbonate itabirites. In addition, this iron oxide also replaced muscovite, carbonates, epidote, and are found in porphyroblasts of amphiboles that truncate the Sn foliation. Hematite is platy-shaped and occurs in polycrystalline aggregates, characterizing the Sn-1//Sn foliation, as well as the axial plane foliation (Sn) in intrafolial isoclinal folds. Its formation suggests higher oxidation conditions of the hydrothermal system. The LA-ICPMS technique showed that, in general, in quartz-rich and amphibolitic itabirites, hypogenic magnetites are richer in Light Rare Earth Elements than early magnetites, and their composition is close to that of the country rock of the mineralization process. The formation of hematite- and magnetite-enriched domains is related to the percolation of hydrothermal fluids that dissolved silicates, remobilized the first generation of magnetites in itabirites, and precipitated a second generation of this mineral taking advantage of Ediacaran shear structures.