maria ângela de carvalho fernandes almeida geoquímica, petrogénese e potencialidades ...

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MARIA ÂNGELA DE CARVALHO FERNANDES ALMEIDA
GEOQUÍMICA, PETROGÉNESE E POTENCIALIDADES
METALOGÉNICAS DOS GRANITOS PERALUMINOSOS DE DUAS
MICAS DO COMPLEXO DE CABECEIRAS DE BASTO
PORTO— 1994
MARIA ÂNGELA DE CARVALHO FERNANDES ALMEIDA
Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
Centro de Geologia da Universidade do Porto
GEOQUÍMICA, PETROGÉNESE E POTENCIALIDADES METALOGÉNICAS
DOS GRANITOS PERALUMINOSOS DE DUAS MICAS
DO COMPLEXO DE CABECEIRAS DE BASTO
Tese para candidatura ao grau de Doutor
em Geologia pela Faculdade de Ciências da
Universidade do Porto
Porto» 1994
ÍNDICE
AGRADECIMENTOS X
RESUMO XII
CAPÍTULO I - INTRODUÇÃO 1
1.1 - LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA 2
1.2 - ENQUADRAMENTO GEOLÓGICO 2
1.1.2 - PRINCIPAIS UNIDADES GEOLÓGICAS 3
I.2.2 - EVOLUÇÃO TECTÓNICA E METAMÓRFICA 6
1.3 - CLASSIFICAÇÃO DOS GRANITÓIDES HERCÍNICOS 7
I.4 - TRABALHOS PRECEDENTES SOBREA REAS VIZINHAS E ENVOLVENDO ESTUDOS
DE GRANITOS DE DUAS MICAS E SUAS POTENCIALIDADES
METALOGÉNICAS 9
1.5 - COMPLEXO DE CABECEIRAS DE BASTO 12
1.5.1 - GEOLOGIA E ENQUADRAMENTO GEOTECTÓNICO 12
1.5.2 - POTENCIALIDADES METALOGÉNICAS 13
1.6 - OBJECTIVOS DO TRABALHO E MÉTODOS UTILIZADOS 14
II
CAPITULO II - PETROGRAFIA DOS GRANITOS 16
11.1 - DESCRIÇÃO PETROGRÁFICA 18
11.1.1 - GRANITOS DE GRÃO FINO DE SÁMÃO, G'f 20
11.1.2 - GRANITOS DE GRÃO MÉDIO DA CABREIRA, G'm 22
11.1.3 - GRANITOS DE GRÃO GROSSEIRO DE ABADIM, G'g 25
11.2 - SEQUÊNCIA DA CRISTALIZAÇÃO 30
11.3 - IMPORTÂNCIA PETROGENÉTICA DAS PERTITES E MIRMEQUITES 31
11.3.1 - PERTITES 31
II.3.2-MIRMEQUITES 33
11.4 - CARACTERÍSTICAS PETROGRÁFICAS DAS ALTERAÇÕES
TARDI- A PÓS-MAGMÁTICAS 35
11.4.1 - GENERALIDADES 35
11.4.2 - COMPLEXO DE CABECEIRAS DE BASTO 36
11.4.2.1 - Moscovitização 36
11.4.2.2 - Albitização 38
CAPÍTULO III - GEOQUÍMICA DOS MINERAIS 40
III.1-MICAS 41
111.1.2 - MICAS TRIOCTAÉDRICAS: BIOTITE 43
111.1.2.1 - Abordagem cristaloquímica 43
Il 1.1.2.1.1-Generalidades 43
111.1.2.1.2 - Substituição fengítica inversa 46
111.1.2.1.3 - Importância petrogenética das substituições na estrutura da biotite 46
II 1.1.2.1.4 - Biotites dos granitos de duas micas de Cabeceiras de Basto 47
111.1.2.1.4.1 - Características químicas e estruturais das biotites primárias 47
111.1.2.1.4.2 - Breve caracterização das biotites em vias de moscovitização 58
III
111.1.2.1.5 - Carácter aluminoso das biotites 58
III.1.2.1.6- Conclusões 62
III. 1.2.2 - Condições de cristalização da biotite 65
III.1.2.2.2 - Composição do fluido (em termos de fH 0/fHF) em equilíbrio com a biotite 72
2
III.1.2.3- Conclusões 75
111.1.3 - MICAS DIOCTAÉDRICAS: MOSCOVITE 76
111.1.3.1 - Abordagem cristaloquímica 78
111.1.3.1.1 - Substituição fengítica 78
111.1.3.1.2 - Estudo das micas brancas do complexo de Cabeceiras de Basto 79
111.1.3.1.2.1 - Estudo das micas brancas primárias 84
111.1.3.1.2.2 - Conclusões sobre as moscovites primárias em estudo 96
111.1.3.1.2.3 - Estudo das micas brancas secundárias 96
111.1.3.1.2.4 - Estudo comparativo da moscovite primária e secundária 104
111.1.3.2 - Condições de formação da moscovite primária 106
111.1.4 - CONCLUSÕES SOBRE AS CONDIÇÕES TERMODINÂMICAS DE CRISTALIZAÇÃO
DA BIOTITE E DA MOSCOVITE PRIMÁRIAS DOS GRANITOS
EM ESTUDO 111
111.1.5 - EQUILÍBRIO BIOTITE-MOSCOVITE PRIMÁRIA 112
111.2 - FELDSPATOS 116
111.2.1 - FELDSPATO POTÁSSICO 116
111.2.2 - PLAGIOCLASE 121
111.3 - ESTUDO DOS MINERAIS ACESSÓRIOS PESADOS 124
111.3.1 - PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS 124
111.3.2 - CONDIÇÕES DA SEPARAÇÃO DO ZIRCÃO E MONAZITE DOS
GRANITOS DE DUAS MICAS DE CABECEIRAS DE BASTO 125
111.3.3 - APLICAÇÃO DA MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE VARRIMENTO
AO ESTUDO MINERAIS PESADOS 128
111.3.3.1 - Aspectos gerais da microscopia electrónica de varrimento 128
111.3.3.2 - Tratamento morfológico de três populações de zircão dos granitos
de duas micas de Cabeceiras de Basto 128
III.3.3.2.1 - Análise quantitativa de imagem 129
IV
111.3.4 - BREVE ABORDAGEM AO ESTUDO TIPOLÓGICO DO ZIRCÃO 130
111.3.4.1 - Considerações gerais 130
111.3.4.2 - Papel da água 132
111.3.4.3 - Relação moscovite/morfologia 134
111.3.4.4 - Aplicação ao maciço de granitos de duas micas de Cabeceiras de Basto 135
111.3.4.5 - Conclusões preliminares sobre a importância petrogenética
dos tipos de zircão identificados 136
CAPÍTULO IV - GEOQUÍMICA DE ROCHA TOTAL 139
IV.1 - CONDIÇÕES EXPERIMENTAIS 140
IV.2 - DOMÍNIO DE COMPOSIÇÃO E EVOLUÇÃO DAS UNIDADES GRANÍTICAS 141
IV.2.1 - INTRODUÇÃO 141
IV.2.2 - DIAGRAMAS SELECCIONADOS 143
IV.3 - CARACTERÍSTICAS PRIMÁRIAS DAS UNIDADES GRANÍTICAS 150
IV.3.1 - DIAGRAMAS ELEMENTARES 150
IV.3.2 - DIAGRAMAS PARAMÉTRICOS MULTIELEMENTARES 151
IV.3.3 - COMPORTAMENTO DOS ELEMENTOS DE TERRAS RARAS 152
IV.3.4 - COMPORTAMENTO DOS ELEMENTOS MENORES Ba, Rb, Sr 155
IV.4 - CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DAS EVOLUÇÕES HIDROTERMAIS TARDIAS 160
IV.4.1 - MOSCOVITIZAÇÃO DA PLAGIOCLASE 161
IV.4.2 - MOSCOVITIZAÇÃO DA BIOTITE 161
IV.4.3 - ALBITIZAÇÃO DO FELDSPATO POTÁSSICO 162
IV.4.4 - REPRESENTAÇÕES DIAGRAMÁTICAS 162
IV.5 - CONCLUSÕES DO ESTUDO GEOQUÍMICO DE ROCHA TOTAL 172
V
CAPITULO V - ESPECIALIZAÇÃO METALOGÉNICA 175
V.1 - CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DO GRAU DE ESPECIALIZAÇÃO
DE ROCHAS GRANÍTICAS 177
V.1.1 - ELEMENTOS MENORES INDICADORES METALOGÉNICOS 177
V.1.2 - RAZÕES ENTRE ELEMENTOS INDICADORES 178
V.1.3 - TIPOLOGIA DAS ROCHAS GRANÍTICAS COMO CONDICIONANTE
DA ESPECIALIZAÇÃO 179
V.2 - MECANISMOS DE MOBILIZAÇÃO E DE CONCENTRAÇÃO 181
V.3 - FONTE DOS ELEMENTOS 183
V.4 - A ESPECIALIZAÇÃO METALOGÉNICA DOS GRANITOS
DO COMPLEXO DE CABECEIRAS DE BASTO 184
V.4.1 - COMPORTAMENTO DOS ELEMENTOS Li, Sn, W COM A
EVOLUÇÃO PRIMÁRIA 186
V.4.2 - COMPORTAMENTO DOS ELEMENTOS Li, Sn, W
FACE AOS FENÓMENOS DE ALTERAÇÃO 190
V.4.3 - REFERÊNCIA AOS TEORES EM Au NOS GRANITOS DE DUAS MICAS
DO COMPLEXO DE CABECEIRAS DE BASTO 193
CAPÍTULO VI - GEOQUÍMICA ISOTÓPICA 196
VI.1 - GEOCRONOLOGIA 197
VI. 1.1 - MÉTODOS DE DATAÇÃO 198
VI. 1.1.1-Método Rb-Sr 198
VI.1.2 - O MACIÇO DE CABECEIRAS DE BASTO 200
VI.1.2.1 - Técnicas analíticas 200
VI. 1.2.2 - Resultados analíticos 201
vi
CAPITULO VII - INTERPRETAÇÃO PETROGENETICA 203
VI 1.1 - PROCESSOS DE FORMAÇÃO DE MAGMAS GRANÍTICOS
E EVOLUÇÃO CRUSTAL 204
VIU .1 - MODELOS TEÓRICOS E EXPERIMENTAIS PARA A
FORMAÇÃO DE MAGMAS GRANÍTICOS 204
VIU .2 - IMPORTÂNCIA DOS ELEMENTOS VESTIGIAIS
NA PETROGÉNESE DE ROCHAS GRANÍTICAS 206
VI1.1.3 - FONTES DE CALOR 207
VIU .4 - MECANISMOS DE SEPARAÇÃO DO LÍQUIDO MAGMÁTICO 207
VII.2 - O PAPEL E ORIGEM DA ÁGUA NA EVOLUÇÃO DOS MAGMAS GRANÍTICOS 207
VII.3 - CONSIDERAÇÕES SOBRE A PETROGÉNESE DO
COMPLEXO GRANÍTICO DE CABECEIRAS DE BASTO 211
Vll.3.1 - A COMPOSIÇÃO NORMATIVA COMO INDICADORA DAS
CONDIÇÕES PETROGENÉTICAS 211
Vll.3.2 - MODELO DE CRISTALIZAÇÃO FRACCIONADA 212
VII.3.2.1 - Modelo de cristalização fraccionada com base em elementos maiores 213
VII.3.2.2 - Modelo de cristalização fraccionada com base nos elementos menores
Ba, Sr e Rb 213
VII.3.2.3 - Modelo de cristalização fraccionada com base em
elementos de tenras raras 216
Vll.3.3 - ENQUADRAMENTO TECTÓNICO COM BASE EM
ELEMENTOS MENORES 219
Vll.3.4-CONCLUSÕES 220
CAPÍTULO VIII - CONCLUSÕES GERAIS 222
BIBLIOGRAFIA 228
ANEXOS 243
Abreviaturas 244
ANEXO I - Cálculo da norma, ajustada à composição real dos minerais 245
ANEXO II - Composição química e respectivas fórmulas estruturais de biotites
dos granitos do Complexo de Cabeceira de Basto 250
ANEXO III - Composição química e fórmulas estruturais de biotites com indícios de
dos granitos do Complexo de Cabeceira de Basto 255
ANEXO IV - Composição química e fórmulas estruturais de moscovites primárias
dos granitos do Complexo de Cabeceira de Basto 259
ANEXO V - Composição química e fórmulas estruturais de moscovites
secundárias simplectíticas (associadas à moscovitização da plagioclase).
Exemplo de duas análises de moscovite intersticial 265
ANEXO VI - Composição química e fórmulas estruturais de feldspatos potássicos dos
granitos do Complexo de Cabeceira de Basto 268
ANEXO VII - Composição química e fórmulas estruturais de plagioclases dos granitos
do Complexo de Cabeceira de Basto 272
ANEXO VIII - Separação electromagnética 275
ANEXO IX - Princípios da microscopia electrónica de varrimento 278
ANEXO X - Composição química de amostras mais sãs dos granitos do
Complexo de Cabeceira de Basto 282
ANEXO XI - Composição química de amostras alteradas dos granitos do
Complexo de Cabeceira deBasto 285
ANEXO XII - Teores de Sn, Li, W (ppm), F (%) e Au (ppb) de amostras dos
granitos do Complexo de Cabeceira de Basto 288
ANEXO XIII - Normas CIPW para os granitos do Complexo de Cabeceira de Basto 290
VIII
LISTA DE QUADROS 293
LISTA DE FIGURAS 298
ESTAMPAS 306
IX