MESTRADO 100:FOSFATOS NO SUPERGRUPO ESPINHAÇO (UNIV. OF BRASILIA/IG - MSc THESIS N.100)
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO No 100
OS FOSFATOS DO MEMBRO CAMPO SAMPAIO, SUPERGRUPO ESPINHAÇO, MINAS GERAIS
DATA DA DEFESA: 31/03/95
ORIENTADOR: PROF. MARCEL AUGUSTE DARDENNE (UnB)
EXAMINADORES: PROF. JOSÉ CARLOS GASPAR (UnB)
PROF. ALEXANDRE UHLEIN (UFMG)
Os litotopos fosfáticos da Serra do Espinhaço Meridional são reconhecidos ao longo de faixa com extensão de cerca de 80km. Na área estudada, a oeste de Conceição do Mato Dentro, assumem maior importância em termos de concentração de fosfato, espessura e distribuição superficial. A unidade fosfática é representada por uma sucessão cíclica de quartzitos finos e quartzo-xistos, frequentemente carbonáticos. Os níveis mais enriquecidos (com teores até 12% em P2O5) posicionam-se na passagem entre bancos arenosos e pelíticos. A unidade fosfática sobrepõe-se aos conglomerados e quartzitos imaturos da base da Formação Sopa-Brumadinho, em contato normal e brusco. A associação litológica e as feições sedimentares mostram correspondência com a Associação Litofaciológica Marinho-Rasa de Martins- Neto (1993) ou o Membro Campo Sampaio de Fogaça e Almeida-Abreu (1982): porção superior da Formação Sopa-Brumadinho. Foram identificados dois grupos distintos de apatitas nos litotipos fosfáticos; apatitas euédricas a subédricas em agregados ou dispersas e apatitas subédricas associadas a vênulas quartzo-carbonato- feldspáticas ou a cristais de K-feldspato neo-formados. Rochas metabásicas, encaixadas na unidade fosfática, exibem dois tipos de apatita relacionados ao grau de deformação/alteração das rochas. Junto ao contato com os metassedimentos ocorrem apatitas subédricas, em grãos isolados, nos xistos magnesianos resultantes do intenso processo de alteração do metabasito. Porções menos deformadas mostram pequena proporção de apatita, ocorrendo em cristais de granulometria muito fina. Em níveis superficiais foram identificados fosfatos de alumínio e ferro, formados às custas do fosfato pretérito, por atuação do intemperismo. Estudos cristaloquímicos revelaram a semelhança composicional entre apatitas dos metassedimentos e dos metabasitos cisalhados. Em termos de elementos-traço e ETR esses tipos de apatita mostram correspondência com aquelas formadas em ambiente sedimentar. Apatitas de rochas metabásicas pouco transformadas possuem composição química típica para rochas ígneas máficas. A origem sedimentar da mineralização fosfática é comprovada pela semelhança química dos litotipos estudados com fosforitos e folhelhos marinhos. A partir de análises químicas dos litotipos da unidade fosfática constatou-se, por meio de diagramas de correlação entre elementos maiores, que a apatita não se relaciona, preferencialmente, com qualquer mineral particular. Valores baixos em Ni e V, e anomalia positiva em Ce, podem indicar deposição em ambiente plataformal raso ou estuarino. A não detecção de U, e as baixas concentração em enxôfre, devem relacionar-se á implantação, durante estágio cedo-diagenético, de ambiente óxico/pós-óxico. Vênulas quartzo-carbonato-feldspáticas, posicionadas paralelamente ao acamamento dos litotipos fosfáticos, constituem um aspecto característico da unidade. A concentração e distribuição dos ETR nessas vênulas são similares ao constatado nos metassedimentos encaixantes, salvo pela elevada anomalia positiva em Ce. Este aspecto sugere que os fluidos associados ao processo de formação das vênulas originaram-se do próprio pacote sedimentar. A transformação gradativa de metabasitos para flogopita-talco xistos, com o incremento do cisalhamento/alteração hidrotermal, é confirmada tanto pelos estudos petrográficos como pelas análises químicas. A mineralização de apatita nos xistos magnesianos reflete a adição de fósforo a partir dos metassedimentos encaixantes. A assinatura geoquímica dos metabasito assemelha-se à dos diques máficos neoproterozóicos, abundantes no Supergrupo Espinhaço Meridional. No contexto da evolução da Bacia Espinhaço, a unidade fosfática associa-se ao período transgressivo que sucede a fase inicial marcada por tectonismo de blocos (fase rift segundo Almeida-Abreu 1993). Esse tectonismo, provavelmente, foi responsável pela estruturação de um ambiente semi-confinado, favorável à acumulação de fosfato. A existência de altos topográficos na bacia é sugerida pelo acunhamento da unidade fosfática, como verificado por Fritzsons et al. (1990). Assume-se que a sedimentação ocorreu em ambiente plataformal com tectonismo pouco pronunciado. Advoga-se o estabelecimento, na Bacia Espinhaço, de um sistema fosfogenético de baixa produtividade orgânica, em virtude da inexistência de níveis carbonosos e/ou sulfetados e da natureza predominantemente detrítica dos sedimentos. Nesses sistemas, há um equilíbrio entre fluxos moderados de carbono orgânico, altas velocidades de mistura de partículas e intensa atividade orgânica aeróbica/anaeróbica. A atuação de bactérias e de correntes de fundo deve ter sido de tal forma eficaz que permitiu a degradação da matéria orgânica. Os organismos (bactérias) são periodicamente soterrados por sisliciclásticos, gerando a concentração de fosfato em solução intersticiais por processos de difusão- convecção e, adicionalmente, em consequência da redução de hidróxidos de ferro. Em fases de redução do aporte detrítico a atividade de correntes provoca a lixiviação e retrabalhamento dos sedimentos, com o consequente enriquecimento em fosfato. Pulsos tectônicos locais devem ter contribuído para o suprimento rápido e periódico de siliciclásticos. A atuação dos sistema fosfogenético de baixa produtividade explica o posicionamento dos horizontes enriquecidos na passagem dos bancos arenosos para bancos pelíticos.
MSc THESIS No 100
PHOSPHATES FROM THE CAMPO SAMPAIO MEMBER OF THE ESPINHAÇO SUPERGROUP, MINAS GERAIS STATE-BRAZIL
DATE OF ORAL PRESENTATION: 31/03/95
SUPERVISOR: PROF. MARCEL AUGUSTE DARDENNE (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: PROF. JOSÉ CARLOS GASPAR (UnB)
Phosphatic rocks have been identified within the sequence of the Espinhaço Supergroup in the southern-central portion of the Serra do Espinhaço Meridional. They constitute a lithological unit which is characterized by a cyclic succession of quartzitic and pelitic, normally carbonatic layers. Stratigraphic position and lithological association parmit to correlate it with the Campo Sampaio Member (Fogaça & Almeida-Abreu 1982) or with the Shallow Marine Lithofaciological Association (cf Martins-Neto 1993) at the top of the Sopa-Brumadinho Formation. The basal contact of the phosphatic unit with polymictic metaconglomerates and immature quartzites (Caldeirões Member of Almeida-Abreu 1993) is concordant and sharp. The upper contact with eolian quartzites of the Galho do Miguel Formation is gradational.
The composition of the phosphate mineral corresponds to hydroxy-fluorapatite. Trace elements and REE show patterns similar to marine phosphates. Diverging values are U (not detected) and an enrichment in Ce. Chemically the phosphatic lithologies are similar to marine shales (NASC), especially as concerned to the REE concentrations. A correspondence to marine phosphorites is suggested by the values of Sr and Ba.
Weathering processes led to the formation of Fe- and AI-phosphate at the surface.
Metamorphosed basic rocks cut the phosphatic unit showing intensive shearing and hydrothermal alteration especially near the contact with metasediments. These basic rocks are composed essentially by tremolite, epidote, albite, and chlorite; in zones of most intense alteration the rocks are transformed in phlogopite-talc schists. The chemical composition of less altered rocks is comparable with such of mafic dykes and sills of Mid Proterozoic age which are very frequent in the southern Serra do Espinhaço.
The phosphate sedimentation is related to an import transgressive event in the Espinhaço basin which marks the transition from mechanic to thermal subsidence.
The absence of carbonaceous and/or sulfide layers as well as the detrital nature of the sediments suggest the installation of a phosphogenetic system of low productivity which is characterized by periodic influx of siliciclastic material and low flow of organic carbon. The alternation of arenaceous and pelitic layers is probably related to sea level changes. Arenaceous sequences correspond to prograding successions. Probably the phosphate enriched horizons were formed during periods of intensification of the transgression when bottom currents reworked and lixiviated the sediments with the consequent enrichment of apatite.