UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N^o 171

GUSTAVO ADOLFO ROCHA 

Palavras Chaves: Granito Serra Dourada, Grupo Serra da Mesa, Mineralização de alexandrita, Ciclo orogênico Brasiliano

RESUMO

A mineralização de alexandrita da borda sul do maciço granítico intraplaca Serra Dourada (GO), mesoproterozóico, hospeda-se em rochas metassedimentares atribuídas ao Grupo Serra da Mesa, mesoproterozóico, no contato com o biotita granito do maciço. O biotita granito da zona mineralizada é rosa, está bastante foliado, possui granulação média a fina, textura granoblástica e constitui-se de quartzo, microclínio, biotita, plagioclásio, ilmenita, fluorita e zircão. As rochas metassedimentares do Grupo Serra da Mesa na Área mineralizada compreendem plagioclásio-biotita-moscovita-quartzo xisto, granada-plagioclásio-biotita-quartzo xisto, plagioclásio-biotita-quartzo xisto, granada-estaurolita-cianita-biotita-quartzo xisto e granada-anfibólio-quartzo xisto. Apresentam-se foliadas com alternância de zonas máficas e félsicas. O biotita granito é metaluminoso a peraluminoso (ISA entre 0,9 e 1,3), com valores de SiO2 entre 67,71% e 76,79%, razão de MgO/TiO2 entre 0,23 e 2,66; K2O/Na2O > 1; 11-13% de Al2O3, altos valores de Rb (80,8 - 508 ppm), Zr (153 - 291,9 ppm), Y (227,5 ppm), Nb (58,9 ppm), Ta (7 ppm) e Ga (27 ppm) e ETR (SETR = 1192 ppm), e valores moderados de Ba (295 ppm). Os padrões de ETR são fortemente fracionados (Lan/Ybn = 45), com expressiva anomalia negativa de Eu (Eu/Eu* = 0,10). As rochas metassedimentares do Grupo Serra da Mesa são enriquecidas em MgO, Al2O3, Ga, W e Rb. Apresentam valores moderados de Fe2O3 (t), Ba, Nb, Cr, ETR e Zr e baixos conteúdos de Sc, V e Y. Os padrões de ETR das rochas metassedimentares são moderamente fracionados, com importante anomalia negativa de Eu. O granada-anfibólio-quartzo xisto apresenta-se enriquecido em Al2O3, Fe2O3, SiO2, W, V e Cr, possui valores moderados de Sn e Zn, e baixos valores de Ba, Ni, Zr e Y. O padrão de ETR é levemente fracionado, com pequena anomalia de Eu.
A biotita do granito é verde e se situa no domínio da biotita magmática, enquanto a biotita da borda situa-se no domínio de biotita reequilibrada. A biotita das rochas metassedimentares é marrom avermelhada e também situa-se no domínio das biotita reequilibrada. As inclusões fluidas do quartzo de amostra de pegmatito podem ser agrupadas em 3 tipos: 1) aquo-carbônicas (LC); 2) Trifásicas (L+V+S), com cristais cúbicos de saturação, Vs=30%-50%, provavelmente NaCl e; 3) aquosa monofásica e bifásica (L1), secundária, modelada pelo sistema H2O-NaCl. As inclusões fluidas primárias que ocorrem na alexandrita possuem Vg entre 5 a 30%, são incolores e foram modelada pelo sistema H2O-NaCl-CO2. Inclusões fluidas secundárias são monofásicas e bifásicas, incolores e pertencem ao sistema H2O-NaCl. Altos valores de pressão e temperatura indicam que os fluidos que compunham o pegmatito são magmáticos, quentes, menos oxigenados e salinos, e que não interagiram com os fluidos meteóricos tardios, mais oxigenados, mais frios e de menor salinidade. A alexandrita da área em estudo é verde escuro, rico em inclusões minerais e exibe geminação cíclica. Os resultados da análise de microssonda da alexandrita revelam teores de 80,34% de Al2O3, 0,62% de FeO(t), 0,50% de Cr2O3 e traços de SiO2, V2O5, MnO e Cs2O. A intersecção de isócoras obtidas pelo estudo de inclusões fluidas em alexandrita com os limites de temperatura calculados para o par granada-biotita do granada-estaurolita-cianita-biotita-quartzo xisto, mineralizado, forneceu intervalos de temperatura e pressão de 450oC - 550oC e 4,1kbar - 5,4kbar para a formação da alexandrita, valores compatíveis com metamorfismo de fácies anfibolito, zona da cianita. De acordo como os dados obtidos através de geologia de campo, petrografia, química mineral, geoquímica e inclusões fluidas, pode-se concluir que as rochas metassedimentares do Grupo Serra da Mesa foram intrudidas pelo Granito Serra Dourada. Minerais que se encontram em equilíbrio, como estaurolita, cianita, granada e alexandrita, formam paragênese metamórfica de fácies anfibolito, restrita às rochas metassedimentares situadas na borda do granito, evidenciando uma aureola de metamorfismo de contato. A mineralização de alexandrita está associada a bandamentos máficos que compõem o xisto do Grupo Serra da Mesa. A gênese desta mineralização está relacionada com disponibilização de berílio, alumínio e cromo no sistema. O magma granítico forneceu o elemento berílio e alumínio, cristalizando o mineral berilo. Com o metamorfismo decorrente da intrusão do biotita granito, em torno de 1,6 Ga, o berilo se decompôs, gerando o crisoberilo, sendo o granada-anfibólio-quartzo xisto que ocorre intercalado com os xistos do Grupo Serra da Mesa a provável fonte do elemento cromo. As rochas da área foram posteriormente afetadas pelo Evento Brasiliano (~ 0,6 Ga), que originou paragêneses de fácies xisto verde e causou deformação e fraturamento da granada, cianita, estaurolita e alexandrita.

  
UNIVERSITY OF BRASILIA- INSTITUTE OF GEOSCIENCES

MSc THESIS N^o 171

GUSTAVO ADOLFO ROCHA 

PETROLOGY AND GENESIS OF ALEXANDRITE MINERALIZATION IN THE SOUTHERN BORDER OF THE SERRA DOURADA GRANITIC MASSIF (GO)

Key Words: Serra Dourada Granite, Serra da Mesa Group, Mineralization of Alexandrite, Brasliano orogenic cycle

ABSTRACT

The alexandrite mineralization from the southern border of the mesoproterozoic Serra Dourada granitic Massif (GO), within-plate, is host in metassedimentary rocks from the Serra da Mesa Group, in the contact region with the biotite granite of the massif. The biotite granite of the mineralized area is pink, quite foliated, medium to fine-grained, with granoblastic texture, and is constituted of quartz, microcline, biotite, plagioclase, ilmenite, fluorite and zircon. The metassedimentary rocks of the Serra da Mesa Group in the mineralized area comprise plagioclase-biotite-muscovite-quartz schist, garnet-plagioclase-biotite-quartz schist, plagioclase-biotite-quartz schist, garnet-staurolite-kyanite-biotite-quartz schist and garnet-amphibole-quartz schist. They have alternation of mafic and felsic bands. The biotite granite is metaluminous to peraluminous (ASI between 0.9 and 1.3), with values of SiO2 between 67.71 and 76.79 wt%, MgO/TiO2 between 0.23 and 2.66; K2O/Na2O> 1; 11-13 wt% Al2O3, high Rb (80.8 - 508 ppm), Zr (153 - 291.9 ppm), Y (227.5 ppm), Nb (58,9 ppm), Ta (7 ppm), Ga (27 ppm) and REE (REE = 1192 ppm) and moderate values of Ba (295 ppm). REE are strongly fractionated (Lan/Ybn = 45), with expressive negative anomaly of Eu (Eu/Eu* = 0.10). The metassedimentary rocks of the Serra da Mesa Group are enriched in MgO, Al2O3, Ga, W and Rb. They have moderate Fe2O3, Nb, Cr, REE and Zr values and low contents of Sc, V and Y. The patterns of REE of these rocks are moderately fractionated, with important negative anomaly of Ba. The garnet-amphibole-quartz schist is enriched in Al2O3, Fe2O3, SiO2, W, V and Cr, has medium values of Sn and Zn, and low values of Ba, Ni, Zr and Y. REE pattern is slightly fractioned, with little negative Eu anomaly. The granite biotite is green and falls in the domain of magmatic biotites in specific diagrams, while the border biotite falls in the domain of reequilibrated biotites. The schists biotite is reddish brown and also falls in the domain of reequilibrated biotites. The fluid inclusions study in quartz from a pegmatite of the mineralized area revealed 3 types: aquocarbonic (LC); three-phase inclusion (L+V+S), with cubic saturation crystals,Vs= 30%-50%, interpreted as NaCl; aqueous monophase and two-phase (L1), secondary inclusions, modeled by the system H2O-NaCl. The primary fluid inclusions host in alexandrite are colorless and were modeled by the system H2O-NaCl-CO2. Secondary fluid inclusions are monophase and two-phase, colorless and belong to the system H2O-NaCl. The microthermometric data indicate that the fluids that composed the pegmatite are magmatic, hot and saline, and didn't interact with the late, more oxygenated, colder meteoric fluids, of low salinity. The crysoberyl of alexandrite variety of the studied area is dark green, rich in mineral inclusions and exhibits cyclic twinning. According to microprobe analyses the alexandrite has 80.34wt% Al2O3, 0.62wt% FeO(t), 0.50wt% Cr2O3 and traces of SiO2, V2O5, MnO and Cs2O. The isochores intersection, obtained from the study of fluid inclusions in alexandrite, with the temperature limits calculated for the pair garnet-biotita of the garnet-staurolite-kyanite-biotite-quartz schist, mineralized, resulted in temperature and pressure intervals of 450oC - 550oC and 4.1kbar - 5.4kbar for the formation of the alexandrite, P-T conditions of metamorphism from amphibolite facies - kyanite zone. According to the data obtained from field geology, petrography, mineral chemistry, geochemistry and fluid inclusions, it can be concluded that the metassedimentary rocks from the Serra da Mesa Group were intruded by the Serra Dourada Massif. The minerals staurolite, kyanite, garnet and alexandrite, that comprise metamorphic paragenesis of amphibolite facies, are restricted to the metassedimentary rocks in contact with the granite, evidencing a halo of contact metamorphism. The alexandrite mineralization is associated to mafic bands from the Serra da Mesa schists, specifically in the garnet-staurolite-kyanite-biotite-quartz schist. The ore genesis is related to the existence of beryllium, aluminum and chrome in the system. The granitic magma supplied beryllium and aluminum, crystallizing the mineral beryl. Because of the contact metamorphism due to the intrusion of the biotite granite, around 1.6 Ga, beryl was decomposed, generating crysoberyl. The garnet-amphybole-quartz schist that occurs intercalated with the Serra da Mesa Group schists is the most probable source of chromium. The rocks of the studied region were later affected by the Brasiliano orogenic cycle (ca. 0.6 Ga), which gave rise to green schist paragenesis and caused deformation and cracking of the garnet, kyanite, staurolite and alexandrite of the mineralized rocks.