Cristina Valle Pinto-Coelho
cristinavpc@ufpr.br

EVOLUÇÃO MAGMÁTICA E HIDROTERMAL DO MACIÇO GRANÍTICO SERRA BRANCA - ESTADO DE GOIÁS: DEFINIÇÃO DOS PROCESSOS DE ALTERAÇÃO PÓS-MAGMÁTICOS RELACIONADOS ÀS MINERALIZAÇÕES EM Sn, Be E F

Tese de Doutorado - Thèse Institut Polytechnique de Lorraine - França, 271 p.

Palavras-chave: hidrotermalismo; cassiterita; topázio; granito; greisen; Serra Branca; Goiás; Brasil

Institut National Polytechnique de Lorraine- Nancy -França

DATA DE DEFESA: 27/09/1996
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: Geociências e Matéria Prima
ORIENTADOR:Prof. Bernard Charoy
EXAMINADORES:Prof. Pierre Barbey; Prof. Bernard Charoy; Prof. Nilson Francischini Botelho (UnB); Prof. Gaston Giuliani (CRPG/CNRS); Prof. Fernando Noronha;  Prof. Philippe Rossi

RESUMO
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Cristina Valle Pinto-Coelho
cristinavpc@ufpr.br

MAGMATIC AND HYDROTHERMAL EVOLUTION OF SERRA BRANCA GRANITE - GOIÁS - BRAZIL: HYDROTHERMAL PROCESSUS RELATED TO Sn, Be AND F MINERALIZATIONS

PhD Thesis - Thèse Institut Polytechnique de Lorraine - França, 271 p.

Key words: cassiterite; topaz, granite; greisen; Serra Branca; Brazil

Institut National Polytechnique de Lorraine- Nancy -França

DATE OF ORAL PRESENTATION: 27/09/1996
TOPIC OF THE THESIS: geoscience and raw material
SUPERVISOR: Prof. JBernard Charoy
COMMITTEE MEMBERS: Prof. Pierre Barbey; Prof. Bernard Charoy; Prof. Nilson Francischini Botelho (UnB); Prof. Gaston Giuliani (CRPG/CNRS); Prof. Fernando Noronha;  Prof. Philippe Rossi

ABSTRACT

The Tin Province of Goiás, central portion of Brazil, is subdivided into four sous-provinces (essentially from structural arguments). It contains about twenty granitic plutons and several pegmatites fields supposed to be responsible of an important tin mineralization (together with Nb, Ta, W, F and Be). Every pluton has its proper geochemical pattern so it is more metallic convergence (Sn) than a real genetical unity which characterizes the granites of the Tin Province.
The Serra Branca pluton, located in the Tocantins sous-province, presents several differencied granite types: a biotite granite; a two-mica granite up to a muscovite granite. A small topaz granite is the more evolved type in the East part of the pluton. Post-magmatic alterations are pervasively developed although the pluton and progressively increase to the East up t the transformation in massive greisen. All the rocks of the pluton (granites and greisens) together with the surrounding quartzites and quartz-micaschists of the Araí Group have been deformed and largely recristallized during the tectono-metamorphic event of Brasiliano (Panafricain) Cycle. This deformation, as the intensity of the hidrothermal alterations increases from W to E in the pluton.
The relative intensity of the post-magmatic alteration processes, already present in the biotite granite, are chronologically: albitization, greisenization and hen microclinization. The main mineralization (cassiterite, topaz and beryl) is related to the second.
Micas from the different granites types and from some greisens have been also hydrothermally modified. Biotites are heterogeneous in a give granite type but homogeneous at the crystal scale. Al is high in octahedral location and biotites are aluminous. White micas are poor in Mg, Ti and Na and are largement phengitic: they are ferrous, fairly fluorine rich and without any Li.
The tardi/post-magmatic alterations have strongly modified the original geochemical signature of the granites. Chemical variations are mainly he expression of those superimposed modifications. From the major elements, the different granites types presents an equivocal behaviour and are dominantly peraluminous. The Serra Branca pluton, with its peraluminous character and its low contents in Ti, Mg, Fe, Th and Zr appears rather different of the others plutons from the Tin Province of Goiás.
From trace elements, the granite belongs to the NYF type (Nb > Ta, Y, REE, Sc, Ti, Zr, Be, Th, U and F). Ga contents is high, mainly above what is usually presented by A-type granites. They have no similarities with what characterize I, S and M-type granites from the literature. This also results from the imprint of the pervasive hydrothermal alteration.
REE patterns shown by the granites and greisen are very similar in shape, which constitutes a strong argument for a genetical relation between both. There is apparently no important fractionation during the hydrothermal alteration (perhaps excepted Eu) and there is only a variable dilution of the initial REE stock.
Ages have been obtained on the different rocks of the pluton and the surrounding rocks by K/Ar method on micas. They are homogeneous (486-531 Ma) and signifie the imprint of the Brasiliano Cycle when micas have been reopened.
Some monazites, contrary to micas were able to preserve, at the lattice scale, the memory of crystallization times and were tested by the U/Th method. However, the perturbing Brasiliano Cycle is still recognizable. Ages are 1,344 ± 38 Ma for the muscovite granite; 1,479 ± 63 Ma for greisens and 1, 616 ± 95 Ma for enclosing quartzites. Those last appear the olders which is in contradiction cartographical evidences and could be explained by some inheritance of the phosphates. The older age (150 Ma) of the greisen which are obviously younger that granites could be explained by some leaching during alteration. Some young ages 205-260 Ma could correspond to a later hercynian episode which is unknown in the Tin Province.
Fluid inclusions have been studied in quartz, topaz and fluorite from differents rocks: granites, greisens and quartz-veins. Two main types of fluids are present: aqueous and aquo-carbonic. Their microthermometric characteristics are higly variable for every type of lfuid: salinity, density. The construction of the corresponding isochors indicates that these fluids were not contemporaneous and did not result from an unmixing process. Those fluids are likely to characterize more the episodes of the deformation of Brasiliano Cycle than the postmagmatic alterations. Fluid inclusions with a primary status in K-feldspars from the granites are all identical and aquo-carbonic.

Cristina Valle Pinto-Coelho
cristinavpc@ufpr.br

EVOLUTION MAGMATIQUE ET HYDROTHERMALE DU MASSIF GRANITIQUE DE SERRA BANCA - ETAT DE GOIAS - BRESIL: DEFINITION DES PROCESSUS D'ALTERATION POST-MAGMATIQUES EN LIAISON AVEC LES MINERALISATIONS EN Sn, Be ET F

Thèse de Doctorat - Institut Polytechnique de Lorraine - França, 271 p.

Key words: cassitérite; topaz, granite; greisen; Serra Branca; Brésil

Institut National Polytechnique de Lorraine- Nancy -França

DATE OF ORAL PRESENTATION: 27/09/1996
TOPIC OF THE THESIS: géoscience et matière prémière
SUPERVISOR: Prof. Pierre Barbey; Prof. Bernard Charoy; Prof. Nilson Francischini Botelho (UnB); Prof. Gaston Giuliani (CRPG/CNRS); Prof. Fernando Noronha; Prof. Philippe Rossi

RÉSUMÉE

La Province Stannifère de Goiás, dans la partie centrale du Brésil, comporte quatre zones (distinctions d’origine structurale, essentiellement) denommées sous-provinces Tocantins, Paranã, Goianésia et Ipameri, et regroupent une vingtaine de massifs granitiques et plusieurs champs filoniens de pegmatites qui sont supposés les responsables d’importantes minéralisations stannifères (avec Nb, Ta, W, F et Be). Chacun de ces massifs a une identité géochimique bien spécifique et c’est donc davantage la convergence métallique (l’étain) plutôt qu’une réelle unité génétique qui caractérise la Province Stannifère de Goiás et ses massifs granitiques.
Le Massif granitique de Serra Branca, situé dans la sous-province Tocantins, est constitué d’un ensemble de faciès diversifiés, allant d’un granite à biotite, granite à deux micas, jusqu’à un granite à muscovite ; le faciès le plus évolué est representé par n granite à topaze accessoire, rencontré dans la partie E du massif.Ces granites sont reputés d’âge Protérozoïque moyen. L’intense différenciation du massif se fait de façon asymétrique en raison du développement de processus d’altération post-magmatique qui ont abouti àla formation d’une intense greisénisation de coupole qui atteint son ampleur maximale dans la partie orientale du massif, avec la formation de greisens massifs. Tout cet ensemble lithologique, ainsi que les quartzites et quartz-mica schistes encaissants du Groupe Araí, ont été déformés et recristallisés pendant l’événement tectono-métamorphique du Cycle Brasiliano (Pan-Africain). Cette déformation, ainsi que l íntensité des altérations hydrothermales (s.l.
) accroît de W à E du massif.
L’importance relative des altérations tardi/post-magmatiques développées dans les différents faciès du massif, et d’ailleurs déjà bien présentes dans le granite à biotite, peut se traduire de façon chronologique par une albitisation, une greisénisation s.l. puis par une microclinisation. Les principaux minéraux d’intérêt économiques liés à l’épisode de greisénisation sont cassiterite, topaze et béryl.
Les phases micacées des différents faciès granitiques et des greisens ont été également perturbées par l’action des phénomènes d’altération tardive. Les biotites, hétérogènes à l íntérieur d’un type granitique donné, sont néanmoins homogènes au niveau du cristal (pas de zonage coeur-bordure) ; Al est en position octaédrique et elles sont donc alumineuses. Les micas blancs présentent un caractère phengitique marqué ; ils sont ferrifères faiblement magnésiens et titanifères, moyennement fluorés et non lithinifères.
Les altérations post-magmatiques subies par les termes granitiques du massif de Serra Branca ont modifié leur signature purement magmatique originelle. Les variations chimiques enregistrées sont davantage l’expression de ces modifications surimposées. Du point de vue des élémentsmajeurs, les différents granitiques du massif ont un comportement ambigu, avec comme caractéristique dominante leur caractère peralumineux.
Les concentrations en éléments traces permettent de classer les faciès granitiques du massif comme du type NYF (Nb > Ta, T, TR, Sc, Ti, Zr, Be, Th, U et F) ; leur richesse en Ga est remarquable et dépasse largement les concentrations couramment fournies pour les granites de type A. Ils n’offrent non plus aucune similitude avec les granitoïdes des types I, S et M en ce qui concerne leurs concentrations en éléments traces. L’ampleur des altérations hydrothermales, développées de manière pervasive, a fortement modifié la signature géchimique des différents granitiques du massif.
En ce qui concerne les éléments terres rares, la similitude entre les spectres des greisens et ceux des faciès granitiques du massif constitue un bon argument pour une parenté génétique entre ces roches Il ne semble pas qu’il y ait un fractionnement important au cours de l’altération hydrothermale (sauf peut-être Eu), mais que celle-ci ne constitue qu’une dilution variable du stock initial des TR.
Les âges des roches du massif de Serra Branca et des encaissants obtenus par la méthode K/Ar sur des phases micacées sont homogènes au niveau du massif (486-531 Ma) et signifie l’empreinte du Cycle Brasiliano, dont les perturbations ont réouvert le réseau des micas.
Contrairement aux micas, certaines monazites ont pu conserver, à l’échelle cristalline, la mémoire d’un certain nombre d’événements anciens. Cependant, l’empreinte du Cycle Brasiliano est évidente dans tous les faciès testés par la méthode U/Pb. Les âges varient entre 1 344±38Ma pour le granite à muscovite ; 1 479±63 Ma pour les greisens et 1 616±95 Ma pour les quartzites encaissants. Ces derniers offrent les âges les plus anciens, ce qui contredit les évidences cartographiqes eu qui pourrait signifier davantage le caractère hérité des phosphates. L’âge moyen des greisens, forcément postérieurs aux granites, plus vieux de 150 Ma, pourrait être expliqué par des pertes partielles de Pb durant la phase d’altération. Certains âges à 250-260 Ma pourraient correspondre à un épisode tardi-hercynien qui n ‘est pourtant pas reconnu dans le domaine de la Province Stannifère de Goiás.
Le Massif granitique de Serra Branca, par son caractère perlumineux et ses faibles concentrations en Ti Mg, Fe, Th et Zr, semble assez différent des autres massifs de la Province Stannifère de Goiás, du moins dans leurs grandes lignes.
Les inclusions fluides ont été étudiées dans le quartz, la topaze et la fluorine des différentes roches du MGSB : granites, greisens, filons micacés et veines à quartz+fluorine et à quartz+topaze. Deux types de fluides sont présents : aqueux et aquo-carboniques. Les caractéristiques microthermométriques sont variables à l’intérieur de chaque groupe : salinité, densité. L’établissement des isochores correspondants prove que ces fluides ne peuvent pas être contemporains et résulter de l’immiscibilité d’un fluide unique. Ces fluides caractérisent davantage les épisodes de déformation liés au Cycle Brasiliano plutôt que les altérations post-magmatiques elles-mêmes. Les inclusions à priori primaires dans les feldspaths potassiques des granites sont toutes aquo-carboniques.