UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA / INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO N^o 050

LUCIANA MIYAHARA TEIXEIRA

DATA DA DEFESA: 28/05/2002
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: GEOLOGIA ECONÔMICA E PROSPECÇÃO
ORIENTADOR: PROF. NILSON FRANCISQUINI BOTELHO (UnB)
EXAMINADORES: PROFa. MÁRCIA ABRAHÃ0 MOURA (UnB); PROF. JOSÉ AFFONSO BROD (UnB); PROF. SILVIO ROBERTO FARIAS VLACH (USP); PROF. HERBET CONCEIÇÃO (UFBA)

Palavras-chave: chave: granito, datação, apatita, allanita, bastnaesita, oxifluoreto de ETR, fluocerita, monazita, zircão, xenotima, torita, elementos terras raras, alteração hidrotermal

Área de Trabalho da Tese: Granitos estaníferos das Subprovíncias Tocantins e Paranã – região norte de Goiás.

RESUMO

Os maciços graníticos do tipo A das subprovíncias estaníferas Paranã (SPP) e Tocantins (SPT) possuem concentrações anômalas de Elementos Terras Raras (ETR) que muitas vezes ultrapassam 1000 vezes o observado em condritos. Os granitos da SPP são individualizados em duas suites: g1, de tendência alcalina a subalcalina, e g2, de tendência metaluminosa a peraluminosa. Os granitos do Maciço Serra Dourada, na SPT, são quimicamente semelhantes aos granitos g2. Os minerais portadores de ETR descritos nessas rochas são apatita, allanita, bastnaesita, oxifluoretos de ETR, fluocerita, zircão, xenotima, torita e monazita. A torita foi observada somente em granitos do Maciço Pedra Branca.
Em todos os maciços estudados, a apatita, o zircão e a allanita são os acessórios mais comuns das fácies menos evoluídas. Com a evolução magmática, o zircão torna-se progressivamente enriquecido em U, Th, Y e ETR. Esse processo também provoca diminuição na quantidade de apatita e allanita, até seu desaparecimento nas fácies mais evoluídas, onde a monazita passa a ser o principal portador de Elementos Terras Raras Leves (ETRL). Praticamente não se constata variação na composição química da apatita com a evolução magmática do Maciço Serra Dourada (SPT), enquanto aquela da SPP se enriquece em Y e ETR nesse processo.
Com exceção do zircão e, em alguns casos, da torita, em todos os maciços estudados constata-se destruição da mineralogia primária portadora de ETR durante o hidrotermalismo com a sua substituição por mineralogia secundária constituída por xenotima, bastnaesita, oxifluoretos de ETR, monazita e fluocerita. Destes, a monazita e a bastnaesita são os mais comuns. Entretanto, mesmo o zircão e a torita não são completamente imunes ao evento hidrotermal, tendendo a ser parcialmente destruídos ou enriquecer-se em Y e Elementos Terras Raras Pesadas (ETRP) nesse processo.
A allanita e a monazita e, quando presentes, a bastnaesita, o oxifluoreto de ETR e a fluocerita são os responsáveis pelas concentrações dos ETRL em rocha, enquanto minerais como zircão, xenotima e torita praticamente não influenciam na quantidade desses elementos. Os minerais portadores de ETRL também alojam uma porção significativa dos ETRP em rocha, acompanhados por xenotima e, quando presente, torita. O zircão, embora seja o acessório mais comum e, em algumas amostras, extremamente rico em Y e ETRP, praticamente não influencia na concentração dos ETR em rocha.
Os ETRL apresentam comportamento incompatível no início da evolução dos granitos g1, tornando-se compatíveis na fácies g1b. Os ETRP apresentam caráter incompatível durante a evolução dos granitos g1, tornando-se compatíveis apenas ao final da mesma. Na suíte g2 os ETRL apresentam caráter compatível desde o início da evolução magmática, enquanto os ETRP praticamente não variam nesse processo. No Maciço Serra Dourada não há variação significativa nos ETRL durante a evolução magmática, enquanto os ETRP apresentam caráter incompatível. Em todos os casos o comportamento dos ETR está em acordo com um processo de evolução magmática por cristalização fracionada.
Os ETR mostram um comportamento contrastante durante a alteração hidrotermal. Nos maciços da SPP, onde se tem principalmente greisenização, há empobrecimento nos ETR nesse processo. No Maciço Serra Dourada, onde predomina a albitização, os ETR tendem a se enriquecer em rocha com a alteração hidrotermal.
As monazitas encontradas nos maciços estudados foram datadas por meio da Microssonda Eletrônica. Os resultados mostram que as suítes g1 e g2 da SPP são mais antigas do que se supunha originalmente (1,8 a 1,85Ga contra 1,77Ga), e sugerem a presença de mais de dois pulsos magmáticos, enquanto monazitas do Maciço Serra Dourada e encaixante forneceram apenas idades brasilianas. O sistema U-Th-Pb das monazitas primárias da suíte g1 foi parcialmente rejuvenescido tanto pelo hidrotermalismo associado à intrusão dos granitos g2 quanto pelo metamorfismo brasiliano, enquanto as monazitas secundárias (tanto da suíte g1 quanto da suíte g2) mantiveram seu sistema intacto. As monazitas do Maciço Serra Dourada foram interpretadas como tendo sido completamente rejuvenescidas durante o metamorfismo brasiliano ou serem metamórficas.

     
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o 050

LUCIANA MIYAHARA TEIXEIRA

DATE OF ORAL PRESENTATION: 28/05/2002
TOPIC OF THE THESIS: PROSPECTION AND ECONOMIC GEOLOGY
SUPERVISOR: PROF. NILSON FRANCISQUINI BOTELHO (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: PROF. MÁRCIA ABRAHÃ0 MOURA (UnB); PROF. JOSÉ AFFONSO BROD (UnB); PROF. SILVIO ROBERTO FARIAS VLACH (USP); PROF. HERBET CONCEIÇÃO (UFBA)

KeyWords: granite, datation, apatite, allanite, bastnaesite, fluocerite, monazite, xircon, xenotime, thorite, rare earth elements, hydothermal alteration. 

ABSTRACT
The A-type granitic massifs of the Paranã (SPP) and Tocantins (SPT) tin sub-provinces have anomalous REE contents, sometimes 103 greater than the chondrite. Two suites of granitic rocks are present in the SPP, g1 and g2. Rocks of g1 suite display an alkalic affinity whereas g2 granites are metaluminous to peraluminous. Granites of the Serra Dourada Massif in the SPT are chemically similar to g2 rocks. REE-bearing minerals described in these rocks are apatite, allanite, monazite, bastnäesite, REE-oxyfluorides, fluocerite, zircon and xenotime. Thorite was observed only in the SPP granites.
In the studied granites, apatite, zircon, and allanite are the main accessory minerals in the earliest facies. During magmatic evolution, zircon is progressively enriched in U, Th, Y and REE, specially in SPP granites. In the Serra Dourada granites (SPT), apatite composition remains unchanged, whereas in SPP granites this mineral displays important Y and REE enrichment during magmatic fractionation, reaching 10 wt% (Y + REE). In both sub-provinces, apatite and allanite concentration decreases with magma evolution, and in the latest fluorine-rich granites, monazite appears as the main REE-bearing phase.
REE-bearing minerals, except zircon and, sometimes, thorite are completely destroyed during hydrothermal alteration, and are replaced by a secondary assemblage consisting of xenotime, bastnäesite, REE-oxyfluorides, monazite and fluocerite. However, zircon and thorite are also affected by hydrothermal fluids, being partially destroyed or enriched in Y and REE.
LREE patterns and LREE concentrations of the granites and altered rocks are controlled by allanite, monazite, apatite and the secondary REE minerals. Except for apatite, all these minerals are also important HREE carriers, controlling HREE patterns together with xenotime and thorite. The influence of zircon in these parameters is inexpressive, despite its importance as the main accessory mineral and its enrichment in Y and HREE in some granites.
The REE are incompatible at the early stages of g1 magma evolution and compatible at the late stages. In all g2 granites, LREE are compatible, whereas HREE concentrations remain unchanged during magma differentiation. In the Serra Dourada granites, the LREE contents are almost constant in all facies while the HREE are incompatible. In all situations, the REE behavior is in agreement with a magma evolution by fractional crystallization.
The REE behavior during hydrothermal alteration is contrasting between different granites of both sub-provinces. In the SPP massifs, where greisenization dominates, the amount of REE decreases in the altered rocks, whereas in the Serra Dourada massif, where albitization is the main alteration process, the amount of REE increases in the altered rocks.
Monazite geochronology by electronic microprobe yielded ages from 1.85 to 1.80 Ga for g1 and g2 granites, older than the known 1.77 Ga zircon U-Pb ages for g1 suite. In the Serra Dourada massif and its country rocks, monazites yield ages around 600 Ma, correlated to the Brasiliano tectono-metamorphic event. The U-Th-Pb system of primary g1 monazites probably underwent partially resetting during g2 intrusions and the Brasiliano Cycle. Nevertheless, in hydrothermal monazites from both g1 and g2 granites, this system remained intact. The monazite geochronology, together with recent zircon U-Pb ages, suggests the existence of more than two pulses of granite magmatism in the Paranã sub-province, and the known 1.6 Ga age for granites from the Tocantins sub-province may represent another granitic suite. The monazites from the Serra Dourada massif were strongly affected by the Brasiliano metamorphic event, and can only be considered as completely reset or neoformed minerals.