Versão online: http://www.lneg.pt/iedt/unidades/16/paginas/26/30/185 Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 765-769 IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X

Estudos de inclusões fluidas no depósito aurífero orogênico de Príncipe, Faixa Brasília setentrional, Brasil Fluid inclusion studies at the Príncipe orogenic gold deposit, Northern Brasília fold belt, Brazil R. S. Corrêa1*, C. G. Oliveira1, V. S. Souza1

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Resumo: O Depósito aurífero de Príncipe se enquadra na classe de depósitos orogênicos, caracterizado tipicamente por ouro associado a sulfetos em veios de quartzo (tipo lode). Sua gênese está relacionada ao Lineamento Transbrasiliano, de idade neoproterozoica e onde uma série de depósitos se formou a partir da percolação de fluidos hidrotermais em zonas de cisalhamento. Em estudos de inclusões fluidas em veios de quartzo mineralizados, foram identificadas cinco tipos de inclusões primárias, pertencentes aos sistemas H2O-CO2-NaCl, H2O-NaCl e CO2. Análises de microtermometria apontam temperaturas de fusão do gelo com média de -3°C, de homogeneização entre 200 e 300°C, salinidades em torno de 5% em massa de NaCl e pressão de aprisionamento média em torno de 40 bar. Os estudos empreendidos indicam que a solução mineralizante possui natureza aquo-carbônica, com baixa salinidade e baixo conteúdo de CO2, posteriormente sofrendo mistura com fluidos meteóricos ou conatos, diminuindo ainda mais a salinidade e aumentando a proporção de inclusões aquosas. Palavras-chave: Ouro orogênico, Faixa Brasília, Neoproterozoico, Inclusões fluidas. Abstract: The Príncipe orogenic deposit is characterized by the gold-sulphide association inside quartz veins (lode type). It is related to the Neoproterozoic Transbrasiliano Lineament, where several deposits were formed after the hydrothermal fluids percolation inside shear zones. Fluid inclusion studies applied in quartz veins identified five families of primary inclusions that belong to the H2O-CO2-NaCl, H2O-NaCl and CO2 systems. Microthermometric analyses show -3°C mean ice melting temperature, total homogenization temperatures between 200 and 300°C, salinities of 5 NaCl wt% and mean pressure around 40 bar. The applied studies indicate that initially the hydrothermal solution had an aqueous-carbonic nature, with low-NaCl and low-CO2 contents, and then got mixed with meteoric or connate fluids, lowering even more the salinity and increasing the number of aqueous inclusions. Keywords: Orogenic gold, Brasília fold belt, Neoproterozoic, Fluid inclusions. 1Universidade de Brasília, Campus Darcy Ribeiro, Instituto de Geociências. Brasília-DF. CEP: 70.910-900, Brasil. *Autor correspondente/Corresponding author: robertodesiqueiracorrea@gmail.com

1. Introdução

O Distrito aurífero Natividade (Corrêa et al., 2013), localizado na porção centro-sul do estado do Tocantins, tem sua história relacionada à extração de ouro em

aluviões, que teve início em meados do século XVIII. Os depósitos inseridos neste distrito estão associados a veios de quartzo em zonas de cisalhamento, formadas ou reativadas durante o Ciclo Brasiliano (Schobbenhaus et al., 1984; Fuck, 1994). Os estudos de inclusões fluidas no Depósito de Príncipe, localizado na porção sudeste do Distrito Natividade, identificam a natureza e contribuição de diversas soluções hidrotermais, bem como a definição de possíveis fontes para o fluido.

2. Contexto geológico regional

A área de estudo (Fig. 1) está situada na Faixa Brasília Setentrional, pertencente à Província Estrutural Tocantins (Almeida et al., 1981). A associação litológica presente no local é composta por rochas paleoproterozoicas pertencentes ao terreno Almas-Dianópolis (Cruz, 1993). Elas envolvem um embasamento composto pela sequência metavulcanossedimentar Água Suja (Queiroz, 2001), que foi intrudida pelas suítes tonalíticas-granodioríticas Manuel Alves e Rio do Moleque. Posteriormente, ocorreu a intrusão de rochas de natureza granítica peraluminosa, denominadas de Suíte Xobó (Gorayeb et al., 1988) e Granito Príncipe (Oliveira et al., 2012). O embasamento descrito é coberto pelas rochas metassedimentares pertencentes ao Grupo Natividade e Serra da Mesa, depositados durante eventos tafrogenéticos estaterianos (Saboia, 2009; Marques, 2009).

A região permaneceu de maneira estável até o Ciclo Brasiliano, que ocorreu no fim do Neoproterozoico. Este ciclo orogenético submeteu as rochas a metamorfismo regional em fácies xisto verde e originou zonas de cisalhamento de trend NS-N20°E, formadas sob sistema transcorrente. Neste contexto, ocorreram processos de hidrotermalismo e milonitização em diferentes graus, dando origem às unidades Hidrotermalitos e Tectonitos (Oliveira et al., 2012). As zonas de cisalhamento atuaram como o principal controle estrutural, promovendo o fluxo canalizado do fluido hidrotermal até os locais onde o ouro precipitou.

O Depósito de Príncipe se destaca por ter-se formado dentro de uma sombra de pressão de escala regional,

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bastante evidente em produtos geofísicos (Corrêa et al., 2014), que atua como uma zona de alívio favorável à deposição do ouro e outros metais. O Granito Príncipe, ao ser deformado, adquiriu morfologia sigmoide, com sombras de pressão sendo formadas nas suas extremidades norte e sul. Dentro da sombra de pressão norte, que é onde as ocorrências auríferas estão localizadas, há rochas em diferentes graus de alteração hidrotermal, onde protólitos ígneos vão gradualmente sendo alterados, culminando em veios de quartzo com mineralizações auríferas.

Fig. 1. Mapa geológico do depósito de Príncipe, localizado numa sombra de pressão de escala regional. Fig. 1. The Príncipe deposit geological map, located inside a regional scale pressure shadow.

3. Metodologia

Para determinar as condições de aprisionamento do fluido mineralizante, foram confeccionadas quatro lâminas bi-polidas de quatro amostras de veios de quartzo. Estes veios são correlacionados à mineralização, compostos por quartzo, carbonato, sulfetos e ouro, sendo três pertencentes ao Depósito de Príncipe e uma ao Depósito de Chapada de Natividade, localizado 60 km a norte. As análises de inclusões fluidas foram conduzidas no Laboratório de Inclusões Fluidas da Universidade de Brasília, onde inicialmente se deram estudos de petrografia e mapeamento das inclusões, e posteriormente uma fase de microtermometria. O

equipamento utilizado foi um microscópio Olympus BX 50 acoplado a uma platina Linkam THMSG 600/TMS 93, com sistema de resfriamento LNP 2. A platina foi calibrada a partir de um padrão sintético de inclusões de H2O, com temperaturas medidas de fusão do gelo de 0°C e de homogeneização total de 374,1°C, e, através da comparação com o valor teórico (383,5°C), foi elaborada uma curva de calibração. Esta curva gerou um fator de correção de 0,975489, que foi aplicado aos dados de temperatura das inclusões. Após as análises microtermométricas, foram calculados parâmetros do fluido como densidade (Zhang & Frantz, 1987) e salinidade (Bodnar, 1993), além da pressão (Roedder & Bodnar, 1980) durante o seu aprisionamento (Shepherd et al., 1985). Os cálculos foram realizados com o auxílio do software FLUIDS (Bakker, 2003), que também possibilitou formular isócoras para o sistema.

As observações petrográficas e análises microtermométricas foram de difícil determinação devido à intensa recristalização do quartzo e ao alto grau de fraturamento dos cristais, juntamente com o tamanho diminuto da maioria das inclusões, que raramente ultrapassavam 20 µm. Este fato já havia sido constatado por Queiroz (2001) em análises no depósito de Chapada de Natividade.

4. Petrografia das inclusões

As inclusões foram identificadas e separadas em famílias, de acordo com sua morfologia, tipo de sistema, cor e número e proporção de fases. Todas as inclusões analisadas são primárias, por ocorrerem inseridas nos cristais, sem estarem alinhadas ou estiradas ao longo de fraturas. Algumas das inclusões possuem limites irregulares, como suturas, enquanto outras possuem paredes poligonizadas, assemelhando-se a cristais negativos. Foram discernidas cinco famílias de inclusões, sendo três monofásicas (aquosa, carbônica e sólida), uma bifásica aquo-salina e uma trifásica aquo-carbônica (Figs 2 a 5). Não foi possível hierarquizar os tipos de inclusões segundo relações temporais devido às dificuldades de observação.

Fig. 2. Inclusões do Tipo I com morfologia de circular a oval. Fig. 2. Oval to round shaped Type I inclusions.

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Fig. 3. Inclusões dos tipos II (circular) e III (cúbica). Fig. 3. Round Type II and cubic Type II inclusions.

Fig. 4. Inclusões do Tipo IV com morfologia oval. Fig. 4. Oval shaped Type IV inclusions.

Fig. 5. Inclusão do Tipo V com morfologia subcircular. Há destaque para o intenso grau de recristalização dos grãos de quartzo, com poucos grãos translúcidos como o do centro. Fig. 5. Subcircular Type V inclusion. It can be seen that there are only a few translucent quartz crystals because of the intense recrystallization of the veins.

As inclusões monofásicas aquosas (Tipo I), pertencentes ao sistema H2O-NaCl, são a variedade de inclusão mais comum, correspondendo a mais de 90% das inclusões observadas. Sua morfologia é variável, tendo sido observadas inclusões circulares, ovais e retangulares. Estas também são as inclusões de maiores dimensões, com algumas chegando a atingir 50 µm. As monofásicas carbônicas (Tipo II), pertencentes ao sistema CO2 ocorrem em pequena proporção nas amostras e com dimensões geralmente inferiores a 10 µm. Sua morfologia varia de circular a oval, sendo que o principal critério para

diferenciá-las das do Tipo I é pela sua coloração escura. As inclusões monofásicas sólidas (Tipo III) possuem forma cúbica ou prismática, sendo pouco abundantes e com dimensões geralmente inferiores a 10 µm, correspondendo possivelmente a cubos de halita que se precipitaram do fluido.

As inclusões bifásicas aquo-salinas (Tipo IV), pertencentes ao sistema H2O-NaCl, constituem o tipo mais abundante depois das do Tipo I e foram a única família submetida à análise microtermométrica. Sua morfologia varia de circular a oval, com dimensões no intervalo de 5 a 20 µm. Nelas, a fase líquida predomina sobre a gasosa, com volumes de líquido de 90-70% e de vapor entre 10-30%. As inclusões trifásicas aquo-carbônicas (Tipo V), pertencentes ao sistema H2O-CO2-NaCl, ocorrem com dimensões geralmente inferiores a 10 µm e com pouca abundância, impossibilitando medidas microtermométricas. Sua morfologia é variável, aparecendo nas formas circular, oval e retangular. As inclusões possuem 80-90% de volume de líquido e 20-10% de volume de gás, com a fase carbônica ocupando 20-40% das inclusões observadas.

5. Microtermometria

Para a etapa de microtermometria (Tabela 1), foram selecionadas 50 inclusões do Tipo IV, que foram submetidas aos processos de resfriamento e aquecimento. Durante o resfriamento, foi registrada a temperatura de fusão do gelo (Fig. 6), que ocorreu no intervalo de -8,4°C a –0,7°C, com média de -3,1°C. Não foram observadas a temperatura eutética nem a formação de hidrohalita nestas inclusões. Para a fase de aquecimento, foi registrada a temperatura de homogeneização total (Fig. 7) das inclusões, que sempre ocorreu para a fase líquida, no intervalo de 212,7°C a 297,5°C e média de 249,1°C.

Tabela 1. Inclusão do Tipo V com morfologia subcircular. Há destaque para o intenso grau de recristalização dos grãos de quartzo, com poucos grãos translúcidos como o do centro. Table 1. Subcircular Type V inclusion. It can be seen that there are only a few translucent quartz crystals because of the intense recrystallization of the veins.

Após a microtermometria, foram calculadas as

salinidade (Fig. 8) e densidade do fluido e a pressão em que as inclusões se formaram. A salinidade possui valor médio de 5% equivalente em massa de NaCl. As

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densidades calculadas têm média de 0,84 g/cm³. A pressão de aprisionamento atinge valores médios de 37,3 bar.

Fig. 6. Histograma de frequência da temperatura de fusão do gelo (°C). Fig. 6. Ice melting temperature frequency histogram (°C).

Fig. 7. Histograma de frequência da temperatura de homogeneização total (°C). Fig. 7. Total homogenization temperature frequency histogram (°C).

Fig. 8. Histograma de frequência da salinidade calculada para o fluido (% em massa de NaCl). Fig. 8. Salinity (NaCl weight %) frequency histogram calculated for the fluid.

6. Discussão e conclusões

Inicialmente, deve-se ressaltar que o potencial máximo das análises por microtermometria não pôde ser explorado devido às dificuldades causadas pelas condições das amostras. Medições dos pontos eutético e de fusão do CO2 auxiliariam em suposições acerca da composição do fluido, que possivelmente possui contribuições de KCl e CaCl2, como sugerido por Queiroz (2001).

Uma hipótese que pode explicar a heterogeneidade das inclusões, em que há grandes discrepâncias composicionais, com inclusões aquosas, aquo-carbônicas e carbônicas, além das inclusões sólidas, é a da imiscibilidade de fluidos (Diamond, 1996; Diamond, 2001). Esta proposição consiste na desestabilização físico-química de um fluido inicialmente homogêneo, que deu origem a várias fases, segregando o fluido inicial em sistemas distintos. Um fluido aquo-carbônico de baixa salinidade (inclusões do Tipo V), típico para esta modalidade de depósito (Diamond, 1990; Groves et al., 1998), ao sofrer mudanças nas condições físicas do ambiente, precipitaria sais (inclusões do Tipo III) e daria origem a uma fase carbônica (inclusões do Tipo II) e outra aquosa (inclusões dos tipos I e IV).

As mudanças bruscas no ambiente podem estar relacionadas à sombra de pressão de escala regional (Fig. 1), que, ao atuar como uma zona de alívio, reduziria a pressão local para valores extremamente baixos e provocaria a desestabilização do fluido. Um fator que contribui com esta hipótese é o dos baixos valores de pressão litostática obtidos, que não chegam a atingir 0,1 kbar, enquanto os valores comuns para este tipo de depósito se situam acima de 1 kbar (McCuaig & Kerrich, 1998; Witt & Vanderhor, 1998).

Outra possibilidade parte da premissa de que a temperatura de homogeneização total das inclusões representa a temperatura mínima da mineralização, podendo, portanto, corresponder a valores mais elevados. A isócora formulada para o sistema aponta pressões de 699bar para temperaturas de 300°C, que são próximas à temperatura máxima de 297°C, e de 964 bar para 320°C, mostrando que temperaturas ligeiramente maiores que a temperatura máxima obtida já se adequam às pressões esperadas para este tipo de depósito.

O fluido inicial provavelmente possuía baixa quantidade de CO2, devido à baixa quantidade de inclusões carbônicas e aquo-carbônicas identificadas e à escassez de carbonato nos veios. A salinidade calculada para as inclusões do Tipo IV provavelmente é inferior à do fluido inicial, devido à precipitação de cubos de sal fora das inclusões fluidas.

Agradecimentos Os autores agradecem ao Instituto de Geociências e ao Laboratório de Inclusões Fluidas da UnB pelo apoio nos trabalhos de campo e pelo auxílio com os estudos petrográficos e microtermométricos. Agradecimentos à CAPES pelo apoio financeiro através de bolsas de mestrado e financiamentos de trabalhos de campo.

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Referências Almeida, F.F.M., Hasui, Y., Brito Neves, B.B., Fuck, R.A., 1981.

Brazilian structural provinces: an introduction. Earth-Science Reviews, 17, 1-29.

Bakker, R.J., 2003. Package FLUIDS 1. Computer programs for analysis of fluid inclusion data and for modelling bulk fluid properties. Chemical Geology, 194, 3-23.

Bodnar, R.J., 1993. Revised equation and table for determining the freezing point depression of H2O-NaCl solutions. Geochimica et Cosmochimica Acta, 57, 683-684.

Corrêa, R.S., Oliveira, C.G., Vidotti, R.M., 2014. Regional scale auriferous pressure shadow controlled by Transbrasiliano strike-slip shear zones, Tocantins Province, Brazil. Anais do VI Simpósio Brasileiro de Exploração Mineral, Ouro Preto, Brasil, 2 p.

Corrêa, R.S., Sousa, I.M.C., Filgueiras, B.C., Oliveira, C.G., 2013. O Distrito aurífero Natividade, Faixa Brasília Setentrional. Anais do XVIII Simpósio de Geologia do Centro-Oeste, Cuiabá, Brasil, 4 p.

Cruz, E.L.C.C., 1993. Geologia e Mineralizações Auríferas do Terreno Granitóide-Greenstone de Almas-Dianópolis, Tocantins. Dissertação de mestrado, Universidade de Brasília (não publicada), 152 p.

Diamond, L.W., 1990. Fluid inclusion evidence for P-V-T-X evolution of hydrothermal solutions in Late-Alpine gold-quartz veins at Brusson, Val d’Ayas, NW Italian Alps. American Journal of Science, 290, 912-958.

Diamond, L.W., 1996. Isochoric paths in immiscible fluids and the interpretation of multicomponent fluid inclusions. Geochimica et Cosmochimica Acta, 60, 3825-3834.

Diamond, L.W., 2001. Review of the systematics of CO2–H2O fluid inclusions. Lithos, 55, 69-99.

Fuck, R.A., 1994. A Faixa Brasília e a Compartimentação Tectônica na Província Tocantins. Anais do IV Simpósio de Geologia do Centro-Oeste, Brasília, Brasil, 4 p.

Gorayeb, P.S.S., Costa, J.B.S., Lemos, R.L., Gama Junior, T., Bemerguy, R.L., Hasui, Y., 1988. O Pré-Cambriano na Região de Natividade-GO. Revista Brasileira de Geociências, 18, 391-397.

Groves, D.I., Goldfarb, R.J., Gebre-Mariam, M., Hagemann, S., Robert, F., 1998. Orogenic gold deposits: A proposed classification in the context of their crustal distribution and relationship to other gold deposit types. Ore Geology Reviews, 13, 7–27.

Marques, G.C., 2009. Geologia dos grupos Araí e Serra da Mesa e seu embasamento no sul do Tocantins. Dissertação de mestrado, Universidade de Brasília (não publicada), 122 p.

McCuaig, T.C., Kerrich, R., 1998. P-T-t-deformation-fluid characteristics of lode gold deposits: evidence from alteration systematics. Ore Geology Reviews, 12, 381-453.

Oliveira, C.G., Vidotti, R.M., Dantas, E.L., Souza, V.S., Chemale, F.J. 2012. Projeto Natividade: Relatório de Graduação do Curso de Geologia, Universidade de Brasília (não publicado), 169 p.

Queiroz, J.P.C., 2001. Geologia e mineralização aurífera da área de Chapada-TO. Dissertação de mestrado, Universidade Federal do Pará (não publicada), 118 p.

Roedder, E., Bodnar, R.J., 1980. Geologic pressure determinations from fluid inclusion studies. Annual Reviews of Earth and Planetary Sciences, 8, 263-301.

Saboia, A.M., 2009. O vulcanismo em Monte do Carmo e litoestratigrafia do grupo Natividade, estado de Tocantins. Dissertação de mestrado, Universidade de Brasília (não publicada), 96 p.

Schobbenhaus, C., Campos, D.A., Derze, G.R., Asmus, H.E., 1984. Geologia do Brasil. Departamento Nacional da Produção Mineral, Brasília, 501 p.

Shepherd, T.J., Rankin, A.H., Alderton, D.H.M., 1985. A practical guide to fluid inclusion studies. British Library, London, 239 p.

Witt, W.K., Vanderhor, F., 1998. Diversity within a unified model for Archaean gold mineralization in the Yilgarn Craton of Western Australia: An overview of the late-orogenic, structurally-controlled gold deposits. Ore Geology Reviews, 13, 29–64.

Zhang, Y.G., Frantz, J.D., 1987. Determination of homogenization temperatures and densities of supercritical fluids in the system NaCl-KCl-CaCl2-H2O using synthetic fluid inclusions. Chemical Geology, 64, 335-350.