LUIZ CLÁUDIO RIBEIRO RODRIGUES
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MINERALIZAÇÃO DE OURO EM FORMAÇÃO FERRÍFERA BANDADA ARQUEANA DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO, MINAS GERAIS – A MINA CUIABÁ

RIBEIRO-RODRIGUES, L. C. 1998. Gold in Archaen banded iron-formation of the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brazil - The Cuiabá Mine. Ph.D. Thesis, Aachen University of Technology. Augustinus Verlag, Aachener Geowissenschaftliche Beiträge, Band 27, 264 p. (ISBN 3-86073-606-X)

Palavras chave: Quadrilátero Ferrífero, ouro em formação ferrífera bandada, metalogenia

Aachen University of Technology, Aachen, Alemanha
Área de concentração: Mineralogia e Geologia Econômica
Orientador: Prof. Gunther Friedrich
Banca: Prof. Gunther Friedrich; Prof. Franz Michael Meyer; Prof. Heinrich Siemens; Prof. Walter Plüger; Prof.  Annemarie Wiechowski
Data: 12/12/1997

RESUMO

A mina de ouro de Cuiabá localiza-se na porção nordeste do Quadrilátero Ferrífero, estado de Minas Gerais, Brasil. A região representa um terreno tipo "granite-greenstone", composto por um Complexo do embasamento (ca. 3.2 Ga) e pela sequência tipo greenstone belt do Supergrupo Rio das Velhas (3.0-2.7 Ga), sobreposto pelas sequências supracrustais proterozóicas dos Supergrupos Minas (< 2.6-2.1 Ga) e Espinhaço (1.7 Ga).
A área de estudos pertence ao Grupo Nova Lima, unidade inferior do Supergrupo Rio das Velhas. A sequência litológica do depósito compreende, da base para o topo, metavulcânicas máficas inferiores intercaladas com metassedimentos carbonosos, a Formação Ferrífera Bandada (FFB) Cuiabá, hospedeira da mineralização, metavulcânicas máficas superiores, metavulcanoclásticas e metassedimentos. O metamorfismo alcançou a facies xisto verde.
As estruturas tectônicas da área do depósito são geneticamente relacionadas a três fases de deformação, desenvolvidas sob regime de compressão crustal, representando um único evento deformacional progressivo (E_n). Este evento, que ocorreu depois da deposição do Supergrupo Minas, é responsável pela geração de dobras, superfícies de plano axial, foliações miloníticas, lineações, falhas, zonas e fraturas de cisalhamento. A fase D₁ é responsável pela geração da estrutura dominante do depósito, um amplo e fechado antiforme (dobra em bainha tubular), mergulhando para sudeste (22-40⁰), com uma penetrativa foliação plano axial (S₁=135 / 45). Esta foliação progride localmente para uma foliação milonítica e contem uma proeminente lineação mineral, por vezes com caráter de estiramento (L_m1=116 / 34).
Os componentes dominantes da BIF não mineralizada são camadas quartzo-carbonáticas e de chert alternantes que variam de escala milimétrica à métrica. Os padrões de distribuição de elementos maiores e traços da FFB Cuiabá são semelhantes a outras formações ferrí­feras arqueanas.
A maior parte da mineralização de ouro está relacionada a 6 corpos de minério principais, variando entre 1 e 6 m de espessura, contidos dentro do horizonte de BIF. Os corpos mineralizados consistem de porções ricas em sulfetos da FFB Cuiabá (> 4 ppm Au), possuem cores variando das tonalidades claro a escuro e apresentam localmente uma aparência massiva, sem bandamento ou feições de recristalização. Transições entre FFB mineralizadas e não mineralizadas envolvem uma diminuição da composição modal de sulfetos de 30-70 vol.% para 1 vol.% e descréscimo dos teores de ouro de 60 ppm para valores inferiores ao limite de detecção. Mineralização subordinada ocorre associada com sulfetos disseminados e/ou veios de quartzo em zonas de cisalhamento dentro de metavulcânicas e metassedimentos.
O depósito é do tipo "gold-only" e mostra uma associação característica de Au com Ag, As, Sb e baixo teor de metais básicos (< 0.2 vol.%). O ouro é fino (3-60 µm) e está associado com camadas de sulfeto, ocorrendo como inclusões, em fraturas e em contato com cristais de pirita, o principal sulfeto (> 90 vol.-%). Quimicamente o ouro é caracteriza­do por uma fineza média de 840 (Au/Ag = 1:6) e uma ampla variação de „fineness“ (759-941).
As rochas adjacentes à FFB mineralizada exibem forte sericitização, carbonatação e cloritização. Texturas observadas em escala microscópica até à escala de mina indicam que as camadas sulfetadas são resultado de processo de sulfetação envolvendo a substituição de carbonatos de ferro (siderita e ankerita) por sulfetos. Estudos microtexturais indicam que a deposição de ouro ocorreu simultaneamente com a precipitação dos sulfetos devido a reações de interação fluido-rocha, que provocaram a instabilidade dos complexos de ouro, diminuindo a atividade de enxofre. A forte associação da mineralização aurífera com sulfetos sugere que complexos reduzidos de enxofre foram os principais agentes envolvidos no transporte de ouro.
A mineralização apresenta várias feições observadas em depósitos de ouro do Arqueano: (1) o ouro está associado com rochas ricas em ferro; (2) o depósito apresenta um forte controle estrutural, com uma marcante continuidade dos corpos de minério ao longo do plunge (> 3000 m) relativamente à direção e à potência (até 20 m); (3) a natureza epigenética da mineralização, tendo a sulfetação como principal processo de deposição do ouro; (4) a assinatura geoquímica do minério (consistente associação Au-Ag-As-Sb e baixos teores de metais básicos) é compatível com fluidos metamórficos.
As texturas e estruturas do minério indicam uma mineralização epigenética, com forte controle estrutural, dominada por feições de substituição durante a fase D₁ do evento E_n. Os corpos apresentam uma continuidade consistente ao longo do „plunge“ e são paralelos à lineação de estiramento L_m1 e de intersecção L₁. Localmente, a mineralização foi remobilizada durante as subsequentes fases de deformação D₂ e D₃.

GOLD MINERALIZATION IN ARCHAEAN BANDED IRON-FORMATION OF THE QUADRILÁTERO FERRÍFERO, MINAS GERAIS, BRAZIL - THE CUIABÁ MINE

RIBEIRO-RODRIGUES, L. C. 1998. Gold in Archaen banded iron-formation of the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brazil - The Cuiabá Mine. Ph.D. Thesis, Aachen University of Technology. Augustinus Verlag, Aachener Geowissenschaftliche Beiträge, Band 27, 264 p. (ISBN 3-86073-606-X)

KeyWords: Iron Quadrangle, gold in banded iron formations, metalogeny

Aachen University of Technology, Aachen, Germany
Topic of the thesis: Mineralogy and Economic Geology
Advisor: Prof. Gunther Friedrich
Commitee:Prof. Gunther Friedrich; Prof. Franz Michael Meyer; Prof. Heinrich Siemens; Prof. Walter Plüger; Prof.  Annemarie Wiechowski
Date: 12/12/1997

The Cuiabá Gold Deposit is located in the northern part of the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais State, Brazil. The region constitutes an Archaean granite-greenstone terrane composed of a basement complex (ca. 3.2 Ga), the Rio das Velhas Supergroup greenstone sequence and related granitoids (3.0-2.7 Ga) which are overlain by the Proterozoic supracrustal sequences of the Minas (< 2.6-2.1 Ga) and of the Espinhaço (1.7 Ga) Supergroups.
The study area is sited in the Nova Lima Group, which forms the lower part of the Rio das Velhas Supergroup. The lithological succession of the mine area comprises, from bottom to top, lower mafic metavolcanics intercalated with carbonaceous metasediments, the gold-bearing Cuiabá-Banded Iron Formation (BIF), upper mafic metavolcanics and metavolcano­clastics and metasediments. The metamorphism reached the greenschist facies.
Tectonic structures of the deposit area are genetically related to three deformation phases (D₁, D₂, D₃) which took place under crustal compression representing one progressive deformational event (E_n). This event, which occurred after the Minas Supergroup deposition, is responsible for the formation and development of folds, axial plane surfaces, mylonitic foliations, lineations, faults, shear zones and shear fractures. The D₁ phase is responsible for the formation of the dominant structure of the deposit, a large-scale, closed, south-east
(30^o-40⁰) plunging tubular-sheath fold with a pervasive axial planar (S₁=135 / 45), locally mylonitic foliation and a prominent stretching (mineral elongation) lineation (L_m1=116 / 34).
The dominant components of the unmineralized BIF are alternating millimeter-to-meter scale quartz-carbonate layers and chert layers. The distribution patterns of major and trace elements of the Cuiabá-BIF are analogous to other Archaean iron-formations.
The bulk of the economic-grade gold mineralization is related to six main ore shoots (ranging in thickness between 1 and 6 m) which are contained within the Cuiabá-BIF horizon. The BIF-hosted gold orebodies (> 4 ppm Au) represent sulfide-rich segments of the Cuiabá-BIF which grade laterally into non-economic mineralized or barren iron-formation. The ore ranges from dark to light colors and is, in places, marked by definite banding or by a massive appearence. Transitions from sulfide-rich to sulfide-poor BIF is indicated by decreasing sulfide abundances from 30-70 vol.% to less than 1 vol.%, and decreasing gold grades from over 60 ppm to values below the fire assay detection limit in sulfide-poor portions. Subordinate mineralization occurs related to disseminated sulfides and/or quartz veins in shear zones within metavolcanics and metasediments.
The deposit is „gold-only“ and shows a characteristic association of Au with Ag, As, Sb and low base-metal contents. Gold is fine-grained (up to 60 µm) and is generally associated with sulfide layers, occurring as inclusions, in fractures or along grain boundaries of pyrite, which is the predominant sulfide mineral (> 90 wt.%). Chemically, gold is characterized by an average fineness of 840 (Au/Ag= 1:6) and large fineness range (759-941).
The country rocks of the mineralized BIF show strong sericitization, carbonatization and chloritization. Textures observed on a microscopic- to mine-scale indicate that the mineralized Cuiabá-BIF is the result of sulfidation involving pervasive replacement of Fe-carbonates (siderite-ankerite) by Fe-sulfides. Microtextural studies (microfabrics) indicate that gold deposition occurred simultaneously with sulfide precipitation due to fluid-wallrock sulfidation reactions which induced instability of gold complexes, decreasing the sulfur activity. The close association of gold mineralization with sulfides suggests that reduced sulfur complexes were the predominant gold transport mechanism.
Gold mineralization at Cuiabá shows various features reported for Archaean gold-lode deposits including: (1) gold mineralization is associated with Fe-rich host lithologies; (2) the strong structural control of the gold orebodies, showing remarkable down-plunge continuity
( > 3000 m) relative to strike length and width (up to 20 m); (3) the epigenetic nature of the mineralization, with sulfidation as the major process of wall-rock alteration and directly associated with gold deposition; (4) the geochemical signature, with mineralization showing consistent metal associations (Au-Ag-As-Sb and low base metal) which is compatible with metamorphic fluids.
The ore textures and structures indicate an epigenetic, structurally-controlled, replacement-dominated mineralization during the D₁ phase of the E_n-event. The oreshoots show a consistent down-plunge continuity parallel to the L_m1 stretching and L₁ intersection lineations.  Local remobilization of syn-D₁ mineralization occurred during the D₂ and D₃ deformation phases.