UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N^o257

JONAS MOTA E SILVA

RESUMO    

O Complexo de Americano do Brasil é uma intrusão sin-orogênica máfica-ultramáfica acamadada de 626±8 Ma. Este complexo está associado a um conjunto de outras intrusões correlatas, formadas durante o Ciclo Orogênico Brasiliano/Pan-Africano, no Brasil Central. Essas intrusões são do Arco Magmático de Goiás, que é parte componente da Faixa Brasília. Este estudo visa entender a intrusão das câmaras magmáticas do complexo e suas evoluções. Esta análise permitiu também identificar os processos magmáticos que promoveram a formação dos corpos de minério sulfetado Ni-Cu. Para isso, foram feitos trabalho de campo, descrição de furos de sonda, amostragem, petrografia, química de rocha total (elementos maiores, traço e terras raras) e geoquímica isotópica de S e Sm-Nd.
O Complexo de Americano do Brasil é uma seqüencia acamadada leste/oeste com 12 km de comprimento por 2 km de largura, formado por duas seqüências distintas (Norte e Sul), interpretadas como duas câmaras diferentes tectonicamente colocadas lado-a-lado ao longo de uma zona de falha. As seqüências têm séries de cristalização similares (e.g. ol+chr => ol+cpx+chr => ol+cpx+opx => cpx+opx => opx+plg+cpx), o que é característico de magmas toleíticos.
O complexo possui 3 corpos de minério de Ni-Cu magmático diferentes. Estes estão alojados em três níveis distintos da pilha cumulática: (i) O corpo S2 é de sulfeto semi-maciço a maciço formado durante reinjeção magmática na porção basal dunítica/peridotítica da Seqüencia Norte. (ii) O corpo S1 é de sulfeto disseminado formado por assimilação parcial do gnaisse encaixante, no topo da Seqüencia Sul. (iii) O corpo G2 é de sulfetos em textura em rede (do inglês net-textured) de dimensão relativamente pequena hospedado na base pedidotítica/piroxenítica da Seqüencia Sul. Os corpos de minério S2 e G2 possuem porções enriquecidas em Cu-Pt-Pd que foram interpretadas como produto da cristalização fracionada do líquido sulfetado. O δ³⁴S dos corpos de minério e das gotículas (do inglês droplets) do complexo estão entre -2,6 e +3,5 (⁰/₀₀ CDT), indicando uma origem mantélica para os sulfetos.
Por fim, o Complexo de Americano do Brasil e suas intrusões correlatas nos mostram que intrusões máfico-ultramáficas pequenas , falhadas e sinorogenicas na região não devem ser ignoradas quanto ao seu potencial para portar mineralizações sulfetadas econômicas de Ni-Cu(-PGE).
Além deste foco central descrito acima, fez parte desta dissertação de mestrado outros dois estudos secundários: (i) Implantação do método de análise in-situ dos isótopos S³² e S³⁴ utilizando o equipamento LA-MC-ICPMS. Foram alcançadas precisões e acurácias entre 0,3‰ e 0,5‰ (1σ) e estabelecimento de dois padrões internos. (ii) A utilização da técnica de lixiviação por bromo-metanol, que permite abertura dos minerais de sulfeto sem atacar os silicatos ou óxidos. Esta técnica aplicada no Complexo Americano do Brasil teve êxito parcial, pois a pirita da associação sulfetada foi apenas parcialmente dissolvida ao ataque. No entanto, comparando-se os resultados com a análise química de rocha total convencional, foram atingidos dados mais consistentes que permitem analisar a variação da composição do líquido sulfetado ao longo da estratigrafia, bem como, variação na geoquímica do magma silicático ao longo da formação da intrusão acamadada.

JONAS MOTA E SILVA

THE AMERICANO DO BRASIL LAYERED MAFIC-ULTRAMAFIC COMPLEX AND ITS Ni-Cu-Co MINERALIZATION

ABSTRACT

The “Americano do Brasil” Complex is a 626±8 Ma synorogenic mafic-ultramafic intrusion associated to several other coeval intrusions emplaced during the Brasiliano/Pan-African Orogenic Cycle, in Central Brazil. These intrusions are part of the Goias Magmatic Arc, which is related to the Brasília Belt. This study aim to understand the “Americano do Brasil” Complex’s magma chambers emplacement and evolution, identifying the main magmatic processes that have caused its sulfide Ni-Cu orebodies formation. Thus, there we carried out field work, drill hole logging and sampling, petrography, whole-rock major, trace and rare-earth element geochemistry, S and Sm-Nd isotopic geochemistry.
The “Americano do Brasil” Complex consists of a 12 km-long and 2 km-wide EW trending sequence of layered mafic-ultramafic rocks formed by two different sequences (Northern and Southern sequences), interpreted as two different magma chambers, which are now tectonically juxtaposed along a fault zone. The sequences show similar crystallization trends (e.g. ol+chr => ol+cpx+chr => ol+cpx+opx => cpx+opx => opx+plg+cpx), which is a characteristic of tholeiitic magmas.
The complex has three different magmatic Ni-Cu orebodies, formed in three different stratigraphic layers of the cumulus pile: (i) S2 orebody, a semi-massive to massive sulfide reef-type magmatic ore formed during a magma replenishment in the dunite/peridotite basal zone of Northern sequence. (ii) The S1 orebody consists of disseminated sulfide formed by localized gneiss country rock assimilation at the topmost parts of the Southern sequence. (iii) The G2 consists of net-textured relatively small orebody hosted in the Southern sequence’s basal websterite and lherzolite zone. The S2 and G2 orebodies have Cu-Pt-Pd-rich portions that were interpreted as a product of the sulfide liquid fractionation. The δ³⁴S data indicate mantle origin for all complex orebodies and droplets varying between -2.6 and +3.5 (⁰/₀₀ CDT).
The “Americano do Brasil” Complex and several other coeval intrusions of the Goias Magmatic Arc show us that small, faulted and synorogenic mafic-ultramafic intrusions in the region should not be overlooked for their potential for hosting economic Ni-Cu(-PGE) sulfide deposits.
Apart from the described main propose of this master’s thesis, there was done two other secondary studies were carried out: (i) Implementation of a method for in-situ S³² and S³⁴ isotopes determination using LA-MC-ICPMS with precisions and accuracy between 0.3‰ and 0.5‰ (1σ). Two in-house standards were established on the laboratory. (ii) The use of the bromine-methanol leach technique, which permits to determine the mineralogy and chemical composition of the sulfide fraction, even on poor-sulfides (< 1 vol. %) samples. Bromine-methanol leach attacks sulfides leaving the silicates and oxides untouched. The use of this technique on the “Americano do Brasil” Complex was partly successful, because of the partial dissolution of pyrite. Although, compared to traditional whole-rock analyses, the bromine-methanol method provided a more realistic geochemical data to constraint on sulfide liquid compositions along the stratigraphy and on magma geochemical changes during the evolution of layered intrusion.