Aula10 Depósitos Magmáticos, Pós-magmáticos e hidrotermais

Geo-Geral-0440620Gustavo Abreu

23/11/2009

São aqueles formados por processos endógenos, exclusivamente magmáticos normais, seja durante intrusões ou extrusões, podendo estar relacionados ao fracionamento de elementos, diferenciação ou ainda imiscibilidade de líquidos diferentes ou mesmo pelo processo de simples cristalização.

Por Fracionamento de Elementos: Pt (PGE) Por diferenciação Magmática – Cromititos Imiscibilidade de Líquidos- (Fe,Ni)9S8 (Pentlandita) Intrusões: Kimberlitos (Cd) Pegmatitos (Li, B, Be, K-spar)

Magnetita (Fe3O 4)

Cromita (FeCr2O4)

•Cromititos Podiformes

•Fracionamento:

•1-Borbulhamento

•2- Cristalização Fracionada

Legend

Proterozoic

Archean

Buried Precambrian Platform

RAGLANRAGLANRAGLANRAGLANRAGLANRAGLANRAGLANRAGLANRAGLANRAGLAN

VOISEY 'S BAYVOISEY 'S BAYVOISEY 'S BAYVOISEY 'S BAYVOISEY 'S BAYVOISEY 'S BAYVOISEY 'S BAYVOISEY 'S BAYVOISEY 'S BAYVOISEY 'S BAY

SUDBURYSUDBURYSUDBURYSUDBURYSUDBURYSUDBURYSUDBURYSUDBURYSUDBURYSUDBURY

THOMPSONTHOMPSONTHOMPSONTHOMPSONTHOMPSONTHOMPSONTHOMPSONTHOMPSONTHOMPSONTHOMPSON

PECHENGAPECHENGAPECHENGAPECHENGAPECHENGAPECHENGAPECHENGAPECHENGAPECHENGAPECHENGA NORIL'SKNORIL'SKNORIL'SKNORIL'SKNORIL'SKNORIL'SKNORIL'SKNORIL'SKNORIL'SKNORIL'SK

J INCHUANJ INCHUANJ INCHUANJ INCHUANJ INCHUANJ INCHUANJ INCHUANJ INCHUANJ INCHUANJ INCHUAN

K ABANGAK ABANGAK ABANGAK ABANGAK ABANGAK ABANGAK ABANGAK ABANGAK ABANGAK ABANGA

SELEBI-PHIK WESELEBI-PHIK WESELEBI-PHIK WESELEBI-PHIK WESELEBI-PHIK WESELEBI-PHIK WESELEBI-PHIK WESELEBI-PHIK WESELEBI-PHIK WESELEBI-PHIK WEFORTALEZAFORTALEZAFORTALEZAFORTALEZAFORTALEZAFORTALEZAFORTALEZAFORTALEZAFORTALEZAFORTALEZAK AMBALDAK AMBALDAK AMBALDAK AMBALDAK AMBALDAK AMBALDAK AMBALDAK AMBALDAK AMBALDAK AMBALDA

MT. K EITHMT. K EITHMT. K EITHMT. K EITHMT. K EITHMT. K EITHMT. K EITHMT. K EITHMT. K EITHMT. K EITH

NICKEL2003.WOR

Nickel Grade versus Tonnage of Ore

0

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

2,000

0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

Ni Grade (%)

To

nn

es

of

Ore

(m

illio

ns

)

Sudbury

Norilsk

Mt. KeithJinchuan

Selebi - Phikwe

Thompson

Raglan

Voisey's Bay

50 mt Contained Ni

10 mt Contained Ni

1 mt Contained Ni

Leinster

Kambalda

Kabanga

Pechenga

Fortaleza

2 km

Kotselvaara

Kaula

Kammikivi

OrtoaiviSouker

Kolasjoki FaultN. Souker

Raisoaivi MironaKierdzhipori

Onki

171

Kolasjoki Fm., tholeiitic basalt

Productive Fm., 'black shale'

Pilgujarvi Volcanic Fm., tholeiitic basalt

Sedimentary & Volcanic Rocks

Ferropicritic flow inPilgujarvi Volcanic Fm.

Peridotite

Pyroxenite

Differentiated Ultramafic Rocks: Intrusions and Flows

Gabbro

Sulphide Ni-Cu ore

Fault

Ferropicriticeruptive centre

Symbols

Pilgujrviä

1 kilometre

N OR I L'SKKHAR AYELAKH

FAULT

1.5kilometres

FLOOD BASALT

GABBR O

NI CKEL COPPER OR E

SEDI MENTS

Norilsk – Rússia

Finnish Database - Mafic Intrusives

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Mg Number

Ni

(pp

m)

Diabase

Mafic Dyke

Gabbro

Amphibolites

Field of Nickel - Bearing IntrusivesBased on Major Nickel Deposits

Processos Magmáticos-Hidrotermais

Depósitos hidrotermais são aqueles gerados através da interação de fluidos hidrotermais e uma rocha hospedeira.

Os fluidos hidrotermais podem ou não estar diretamente relacionado a uma rocha intrusiva ácida e/ou intermediária.

Os fluidos hidrotermais podem ser compostos de misturas de “águas” e gases de diversas origens (meteórica+juvenil+metamórfica+oceânicas).

Normalmente ocorrem relativamente rasos (<1,5km prof.) e temperaturas relativamente baixas (<300oC)

Em ambientes com atividade vulcânica do tipo ácida e/ou intermediária (Riolitos, dacitos, andesitos...), quase sempre com tectônica ativa

Estruturas pré-existentes, bem como a paleo-permeabilidade das rochas encaixantes facilitam e controlam sua deposição

Aparecem em formato filonar, veeiros ou em brechas vulcânicas

São importantes geradores de depósitos de metais preciosos (Au, Ag) além de Hg, Pb e Zn.

Podem conter zonas de “Bonanzas” (porções do minério extremamente ricas.

Exemplos: El Indio, Hishikari, Lepanto, alguns depóitos da Província Tapajós

Também geram grandes depósitos de Cobre(Cu), Molibdênio(Mo) e Tungstênio(W)

Exemplos: Chuquicamata, Sossego, Alemão, Salobo

• Cu, Mo e W pórfiros

• depósitos epitermais de Au do tipo high-sulfidation e low-sulfidation

• pegmatitos graníticos

• greisens

• Escarnitos

• IOCG (Iron Oxide Copper Gold)

Depósitos associados aosprocessos magmáticos-hidrotermais

A Tectônica de Placas e a Gênese das

Rochas Ígneas 1. Cadeias meso-oceânicas2. Riftes intracontinentais3. Arcos de ilha4. Margens continentais

ativas

5. Bacias de retro-arco6. Ilhas oceânicas (hot spots)7. Atividade intra-continental

kimberlitos, carbonatitos, anortositos...

?

??

?600 km

400

200 km

Crosta Continental

Crosta Oceânica

Manto Litosférico

Manto Sub-litosférico

Fonte de Magma

15 3 46 7 2

• ambientes próximos à superfície (~ 2 km a 5 km)

• magmas e fluidos estão espacial e geneticamente vinculados

• fluidos especificamente derivados do corpo magmático

Processos magmáticos-hidrotermais

magmas graníticos gerados em margens continentais ativas e arcos de ilha

2 km

magma gerado a partir de fonte com muscovita ou muscovita + biotita

granitos do tipo S, ricos em água e de composição peraluminosa

série da ilmenitabaixa fO2 (fusão de metassedimento grafitoso)

Sn-W-U

magma gerado a partir de fonte com biotita + hornblenda

granitos do tipo I, pobres em água e metaluminosos

série da magnetitaalta fO2

Cu-Mo

Geração de magma em margens ativas

A cristalização de um magma granítico

magma inicial

cristalização de minerais anidros

concentração de constituintes incompatíveis + água + voláteis

no magma residual

no início ou no final da cristalização, o magma tornar-se-á saturado em água

exsolução de um fluido aquoso, compondo uma fase química

distinta = saturação em água (boiling) ou saturação em vapor, degaseificação

densidade do fluido aquoso 1 g/cm3

densidade do magma granítico ~ 2,5 g/cm3

carapaça da câmara magmática saturada em água

Cu(-Mo) pórfirosMo(-Cu) pórfirosW(-Mo) pórfiros

Depósitos associados aosprocessos magmáticos-hidrotermais

Cu(-MoAu) pórfiros

Mo(-Cu) pórfiros

W(-Mo) pórfiros

Cu(-Mo) e Mo(-Cu) pórfiros

• granitos oxidados do tipo I

• magma com conteúdo inicial de água relativamente baixo (protólito com hornblenda)

• porções de magma que ascendem ou extravasam vão se cristalizar e formar suites vulcânicas e subvulcânicas (pórfiros) de composição granodiorítica ou riodacítica (baixo grau de fracionamento)

Cu(-MoAu)pórfiros

Mo(-CuW) pórfiros

W(-Mo) pórfiros

Epitermais HS e LS

São depósitos formados em temperaturas relativamente baixas (<300oC) e profundidades inferiores a 1,5km. Podem ocorrer em ambientes variados desde de Arco, intra-arco, back-arc, e riftes pós-colisionais.

Low Sulfidation (Baixa Sulfetação) são definidos aqueles ocasionados pela ação de H2S;

High Sulfidation (Alta Sulfetação) são definidos aqueles ocasionados pela ação de H2SO4;

* Esta classificação é baseada no estado de oxidação do enxofre. (+2) LS; (+4 ou +6) HS)

KAlSi3O8 - ADULÁRIA

Cu3AsS4 - ENARGITA

KAl3 (SO4)2. (OH)6 - ALUNITA

VUGGY SILICA

Skarn é um nome de rocha constituída por minerais cálcio-silicáticos, tais como granada e piroxênio, e que foram geradas através de processos metassomáticos que interagiram em rochas carbonáticas pré-existentes (calcários e dolomitos). ( Meinert et al., 2005)

Os depósitos de Skarn podem ser classificados segundo o tipo de mineralização principal:

Fe, Au, Cu, Zn, W, Mo e Sn)

Segundo composição da rocha hospedeira Escarnitos cálcicos Escarnitos magnesianos Escarnitos silicáticos

Estruturas proximais

Endoskarn

Estruturas Distais

Exoskarn

Iron Oxide Copper Gold

Descritivamente tratam-se de mineralizações principalmente Cupro-auríferas, por vezes anômalas em REE e U, sempre associadas a grandes concentrações de óxido de Ferro (Hm e/ou Mag), e intimamente associadas às anomalias geofísicas de Magnetometria, Radiometria (K, U) e Gravimetria.

Suas alterações envoltórias são de K (biotita, K-spar), Ca-Na (Anfibólios, Escapolita) e Na (Albita, Na-Anfibólios).

Estruturas distensivas, locais e regionais, bem como granitogênese abundantes podem ou não estarem associadas.

• O modelo ainda é novo, muito descritivo, e muito aberto a especulações, sobretudo quanto ao ambiente geotectônico e condições de gênese. Exitem em zonas de placas convergentes e divergentes. (Hitzman, defende ambiente extensional, sempre)

• Normalmente as alterações (K, Na-Ca) são confundidas ou pouco percebidas em terrenos de Alto Grau Metamórfico;

• Exemplos: Carajás (Sossego, Salobo, Alemão) brechas Hm/Mag em Castro, Fronteiras-PI, Juazeiro do Norte(CE), Yara (CE)

• Áreas Potencial para teste:

• Província Borborema; (Vale, TeckCominco, Phelps Dodge, INCO)

•Bordas dos Crátons Jequié, Paramirim e Gavião

Possibilidades:

Ambientes segundo Hitzman(2000)

1- Ambientes Anorogênicos, ou extensionais relacionados a margem ativa, ricos em pacotes oxidados, com vulcânicas, e preferencialmente com sequências marinhas ou evaporitos;

2- Grandes Volumes de magmatismo

3- Presença de Sistemas Magnetita-Apatita

4- Sistemas IOCG tardios e/ou finais, cortando a Estratigrafia;

5- Estruturas de alto ângulo de natureza profunda;

6- Identificação de zonas de Na-K, K, ou alteração hidrolítica com Fe;

7- Evidências de sistemas de convecção que envolvam fluidos alcalinos, de alta salinidade (lacustrinos)

Distribuição no Tempo

Olympic Dam

Gawler Craton

Austrália

3Gt@1.3%Cu

Candelária - Chile

Foto 01: Brecha Hematítica

Foto 02: Brecha quartzo-hematítica com pirita

Patacones –Sierro Negro

Manto Verde – Copiapó - Chile

Lixiviação com H2SO4 em Mantos Verdes