UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N^o 151

EDSON SOUZA MEDEIROS

Palavras-chave: platina, paládio, complexo estratiforme, rochas máfico-ultramáficas, Complexo de Niquelândia.

DATA DE DEFESA:01/12/2000
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: PROSPECÇÃO E GEOLOGIA ECONÔMICA
ORIENTADOR: PROF. CESAR FONSECA FERREIRA FILHO (UnB)
EXAMINADORES: PROF. ARIPLÍNIO ANTONIO NILSON (UnB); PROF. NELSON ANGELI (UNESP)

RESUMO
A área de estudo da mineralização de platina e paládio no Complexo de Niquelândia compreende rochas máficas e ultramáficas que compõem o topo da Zona Máfica Superior do complexo. O horizonte mineralizado, identificado em trabalhos de exploração mineral realizados no início da década de 90, está associado a websteritos e harzburgitos que compõem uma unidade cíclica específica. A seqüência de unidades cíclicas observadas na área de estudo corresponde a uma faixa de aproximadamente 300 metros de largura e de, pelo menos, 10 quilômetros de extensão denominada, nesse estudo, de Grupo Superior de Piroxenitos (GSP). O GSP é composto de gabronorito, plagioclásio websterito e websterito interacamadados com lherzolito e harzburgito subordinados. Piroxênios de amostras de gabronorito estratigraficamente abaixo do GSP, dentro da zona do GSP e acima deste foram analisados e suas variações composicionais revelam resultados consistentes com a evolução petrológica da ZMS apresentada em trabalhos anteriores. A variação composicional de ortopiroxênio cúmulus mostra trend geral de fracionamento em direção ao topo com enriquecimento progressivo em Fe. Diversas inversões observadas ao longo do trend de fracionamento são indicativas de repreenchimento da câmara magmática e estão associadas ao desenvolvimento de unidades cíclicas. A composição modal e as texturas das rochas hospedeiras da mineralização, além dos sulfetos associados, sugerem mineralogia tipicamente magmática. Na seção de um furo de sondagem, platina e paládio estão concentrados (1,5 ppm Pt+Pd) num intervalo estratigráfico de 1 metro de espessura próximo à base de uma unidade cíclica específica. O conteúdo de Ni e S das amostras analisadas mostram correlação positiva com a distribuição de Pt e Pd. As variações composicionais de piroxênios observadas dentro do GSP mostram enriquecimento progressivo em Fe para o topo da estratigrafia. Reversos no trend de fracionamento sugerem sucessiva realimentação da câmara magmática com magma primitivo, confirmando a existência de unidades cíclicas no GSP. Olivinas da unidade cíclica associada à zona mineralizada apresentam composição distinta. São caracterizadas por alto conteúdo de Ni (0,19-0,29 %NiO) e baixo conteúdo de forsterita (Fo78-80) quando comparadas com olivinas das rochas encaixantes (0,07-0,23 %NiO; Fo79-83). A correlação Fo-Ni é negativa para os dois grupos de composições distintas. Essa característica não pode ser explicada por um único processo e sugere-se que processos de cristalização fracionada, trapped liquid shift e re-equilíbrio com sulfetos tenham afetado a composição atual das olivinas. O GSP destaca-se pela associação com rochas de topo da seqüência acamadada e o horizonte mineralizado representa um marcador estratigráfico importante que deve ser considerado nos trabalhos futuros de correlação entre os três complexos acamadados da região central do Brasil. O conteúdo relativamente baixo de Pt e Pd da mineralização sugere a separação de líquido de sulfeto a partir de um magma previamente empobrecido em Elementos do Grupo da Platina (EGP), suportando as conclusões apresentadas em trabalho anterior sobre a existência de uma zona de empobrecimento em EGP no intervalo de transição entre a Zona Ultramáfica e a Zona Máfica Superior do Complexo de Niquelândia. A associação da mineralização com sulfetos de metais base em uma unidade cíclica específica, a natureza estratiforme da mineralização e a situação do horizonte mineralizado próximo à base da unidade cíclica são características comuns observadas entre os horizontes mineralizados do Complexo de Niquelândia e dos complexos de Bushveld e Stillwater. Nenhuma correlação é observada entre as características das mineralizações de EGP do Great Dyke ou da intrusão de Skaergaard e as características da mineralização de Pt e Pd do Complexo de Niquelândia. Os elementos críticos para uma avaliação prospectiva adequada do Complexo de Niquelândia devem, portanto, incluir a existência de dois sistemas magmáticos petrologicamente distintos e tectonicamente justapostos (Série Acam. Inferior e Série Acam. Superior), a evolução da Série Acamadada Inferior a partir de um magma primitivo com cristalização fracionada e contaminação crustal, o instante de saturação em enxofre na parte intermediária da Zona Ultramáfica e a separação de um líquido de sulfeto a partir de um magma previamente empobrecido em EGP.

Key Words: platinum, palladium, layered intrusion, mafic-ultramafic rocks, Niquelândia Complex

DATE OF ORAL PRESENTATION:01/12/2000
TOPIC OF THE THESIS: EXPLORATION AND ECONOMIC GEOLOGY
SUPERVISOR:PROF. CESAR FONSECA FERREIRA FILHO (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: PROF. ARIPLÍNIO ANTONIO NILSON (UnB); PROF. NELSON ANGELI (UNESP)

ABSTRACT
The studied area of the Pt and Pd mineralization in the Niquelândia Complex comprises mafic and ultramafic rocks from the top of the Upper Mafic Zone (UMZ) of the complex. The mineralized horizon, identified in previous exploration program developed in the early 90', is associated to websterite and harzburgite of a cyclic unit. The sequence of cyclic units observed in the studied area occurs within a 10 kilometers-long to approximately 300 meters-wide zone called, in this study, Upper Group Pyroxenites (UGP). The UGP comprises interlayered gabbronorite, plagioclase websterite and websterite with minor lherzolite and harzburgite. Pyroxenes from gabbronorite samples stratigraphically below the UGP, within the UGP zone and above the UGP were analyzed and their compositional variations show consistent results with the petrologic evolution of the UMZ presented in previous studies. The compositional variation of cumulus ortopyroxene shows general trend of fractionation towards the top of the stratigraphy with progressive Fe enrichment. Several reversals observed within the trend are indicative of replenishment of the magma chamber with primitive magma and reflect the cyclic units. The rock composition and textures and the associated sulfides suggest typical magmatic mineralogy. In a section of one drill hole, the precious metals are concentrated (1,5 ppm Pt+Pd) in a 1 meter-thick stratigraphic interval close to the base of one specific cyclic unit. The Ni and S contents of the analyzed samples show a clear positive correlation with the distribution of Pt and Pd. Compositional variations of pyroxenes observed within the UGP show progressive Fe enrichment towards the top of the stratigraphy. Reversals within the fractionation trend suggest successive replenishment with primitive magma and this supports the assumption of the existing cyclic units. The olivines from the cyclic unit associated with the mineralized zone have a distinct composition. They are characterized by higher Ni content (0.19-0.29 %NiO) at lower forsterite contents (Fo78-80) when compared to the non-mineralized olivine-bearing layers (0.07-0.23 %NiO; Fo79-83). The Fo-Ni correlation is negative for the groups of distinct compositions. This feature cannot be explained by a single process and we suggest that both fractional crystallization, trapped liquid shift effect and re-equilibration with sulfides have all played a role in affecting the actual composition of the olivines. The association of the UGP with rocks from the top of the sequence is outlined in this study. The UGP and the mineralized horizon represent important stratigraphic markers that should be considered in future studies of correlation between the large layered complexes of central Brazil. The relatively low Pt and Pd contents may suggest the separation the sulfide liquid from a previously PGE-depleted magma, thus supporting the existence of a sulfide-associated PGE mineralization in the transition zone between the Ultramafic Zone and the Upper Mafic Zone of the Niquelândia Complex. The association of the mineralization with base metals sulfides in a specific cyclic unit, its stratiform nature and its location close to the base of the cyclic unit are common characteristics observed in the mineralized horizons in the Niquelândia Complex and in the complexes of Bushveld and Stillwater. Several characteristics of the mineralization in the Great Dyke and in the Skaergaard intrusion are distinct of those observed in the Niquelândia Complex and they rule out any possibility of correlation between the mineralizations of these complexes. The critical elements for an appropriate prospective evaluation of the Niquelândia Complex should consider the existence of two petrologically distinct and juxtaposed magmatic systems, the evolution of the Lower Layered Series from a primitive magma in an open system with fractional crystallization and crustal contamination, the moment of sulfur saturation during crystallization of the Ultramafic Zone and separation of a sulfide liquid from a previously PGE-depleted magma.