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Título: Estudo geoquímico e isotópico de rochas carbonáticas das formações gandarela e fecho do funil – Quadrilátero Ferrífero - Brasil.
Autor(es): Nogueira, Leonardo Brandão
Orientador(es): Nalini Júnior, Hermínio Arias
Leite, Mariangela Garcia Praça
Palavras-chave: Isótopos estáveis
Terras raras
Geoquímica
Quadrilátero ferrífero - MG
Data do documento: 2018
Membros da banca: Nalini Júnior, Hermínio Arias
Rudnitzki, Isaac Daniel
Gandini, Antônio Luciano
Rios, Francisco Javier
Carvalho Filho, Carlos Alberto de
Referência: NOGUEIRA, Leonardo Brandão. Estudo geoquímico e isotópico de rochas carbonáticas das formações gandarela e fecho do funil – Quadrilátero Ferrífero - Brasil. 2018. 123 f. Tese (Doutorado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
Resumo: Estudo geoquímico (elementos maiores, menores e traço, incluindo os ETRs) e isotópico (carbono e oxigênio) foi realizado em rochas carbonáticas das Formações Gandarela e Fecho do Funil, Quadrilátero Ferrífero - Brasil. A caracterização mineralógica das amostras de rochas carbonáticas selecionadas foi realizada utilizando técnicas como microscopia de luz transmitida e difração de raios X (XRD). As 82 amostras de rochas carbonáticas coletadas foram analisadas no ICP-OES (Agilent 725) para a determinação das concentrações dos elementos maiores e menores, enquanto que as concentrações dos elementos-traço, incluindo os ETR foram realizadas no ICP-MS (Agilent 7700). Análises isotópicas (δ13C, δ18O) foram realizadas utilizando a espectrometria de massas de razões isotópicas (IRMS; Optima Dual Inlet – Western University – Canadá; Delta V Advanced – DEGEOEM- UFOP). Para as amostras da pedreira do Cumbi (Formação Fecho do Funil), óxidos como CaO e MgO apresentaram composições que variam entre 20-29% e 14-21 %, respectivamente, na maioria das amostras. Essas discrepâncias de massa são compensadas por outros óxidos, incluindo Al2O3 (1,9- 18,7%), Fe2O3 (1,2-6,1%) e K2O (0,5-6,8%) que foram incorporados nas amostras pela contaminação por materiais terrígenos. Além disso, o somatório dos ETRs (20-101 ppm) apresenta variações significativas que também corroboram com a contaminação de amostras estudadas por materiais detríticos. Correlações positivas entre ΣETRs e Al2O3 (r = 0,96), Fe2O3 (r = 0,65), Ni (r = 0,94), Cr (r = 0,95), Th (r = 0,98) e Sc (r = 0,98) nas quais podem ser provavelmente associada à entrada de materiais terrígenos durante a deposição de dolomitos da pedreira de Cumbi. Por outro lado, uma correlação negativa entre ΣREE e CaO combinada com uma grande variação na razão Y/Ho (27-50) corroboram a hipótese de os padrões da água do mar terem sido mascarados pela contribuição de quantidades variáveis de materiais terrígenos. Todas as amostras analisadas da Formação Fecho do Funil exibem uma sutil anomalia negativa de cério (Ce/Ce * = 0,85 - 0,95). Os dolomitos da pedreira do Cumbi apresentaram estreitas variações nas anomalias de Eu (Eu / Eu * = 1,02 a 1,25). Os conteúdos de Eu neste estudo, indicam uma correlação positiva significativa com o Al2O3 (r = 0,96), sugerindo a origem detrítica desse elemento. Os valores de δ13CVPDB (+6,0 a + 7,2 ‰) e δ18OVPDB (-10,9 a -10,4 ‰) das amostras analisadas apresentam uma pequena variação e podem ser correlacionados à sucessões carbonáticas caracterizadas por excursões positivas de carbono depositadas durante o evento Lomagundi. Infere-se que os elevados valores de isótopos de carbono dos dolomitos da Formação Fecho do Funil provavelmente refletem composições isotópicas primárias de carbono. Poucas amostras analisadas da Formação Gandarela (pedreiras Bemil e Lagoa Seca) apresentaram teores de ETR relativamente mais elevados que estão associadas à correlações fortemente positivas com os elementos imóveis incluindo Al, Ni, Th, Cr, Sc e Y, juntamente com uma correlação negativa entre ΣETRs e CaO, sugerindo que as variações observadas nos valores ΣETRs nestas amostras foram controladas principalmente pela entrada de materiais terrígenos. A correlação positiva entre Eu e as proxies detríticos como Zr, Th e Y suporta a origem não-diagenética desse elemento. As razões Y/Ho variam de 27 a 93 para as amostras da pedreira Bemil e de 24 a 132 para as amostras da pedreira Lagoa Seca. Os altos valores encontrados para a maioria das amostras indicam que a maioria dos carbonatos analisados mantém as características da água do mar, enquanto algumas amostras analisadas apresentam valores da relação Y/Ho muito baixos (<30), indicando contaminação por materiais terrígenos. A maioria das amostras estudadas da pedreira Bemil apresentou δ18O menor que -12 ‰, correspondendo a carbonatos que passaram por mudanças nos processos pós-deposicionais. Em geral, amostras da pedreira Lagoa Seca apresentam valores de δ18O superiores às da pedreira Bemil, sugerindo melhor preservação. Em relação aos valores de δ13C, estes, na maioria das amostras analisadas, tanto da pedreira Bemil quanto da pedreira Lagoa Seca, parecem semelhantes aos encontrados em carbonatos marinhos da mesma idade (~ 2.42 Ga). Razões isotópicas de carbono menores que -2 ‰ provavelmente resultaram de reações de descarbonatação.
Resumo em outra língua: A comprehensive geochemical (major, minor and trace elements, including REEs) and isotopic (carbon and oxygen) study of carbonate rocks of the Gandarela and Fecho do Funil Formations, Quadrilátero Ferrífero - Brazil were carried out. The mineralogical characterization of the samples were performed using techniques such as transmitted light microscopy and X-ray diffraction (XRD). Major, minor and trace element compositions of 82 samples were measured on Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry (ICP-OES; Agilent 725) and Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS; Agilent 7700). Isotope ratio measurements (δ13C, δ18O) were carried out by Isotope-Ratio Mass Spectrometry (IRMS; Optima Dual Inlet – Western University – Canadá; Delta V Advanced – DEGEO-EM-UFOP). The major oxides from Cumbi (Fecho do Funil Formation) quarry such as CaO and MgO show variable compositions ranging, respectively, from 20 - 29 wt.% and 14 - 21 wt.% in most of the samples. These mass discrepancies are compensated by other oxides including Al2O3 (1.9 - 18.7 wt.%), Fe2O3 (1.2 - 6.1 wt.%), and K2O (0.5 - 6.8 wt.%) that had been incorporated into the dolomite samples by the contamination of terrigenous input. Further, ΣREE contents (20 - 101 ppm) display significant variation that also corroborate with contamination of studied samples by detrital materials. The regression lines of ΣREE against Al2O3 (r = 0.96), Fe2O3 (r = 0.65), Ni (r = 0.94), Cr (r = 0.95), Th (r = 0.98), and Sc (r = 0.98) show positive correlation which is probably associated with the input of terrigenous materials during the deposition of Cumbi quarry dolomites. On the other hand, a negative correlation between ΣREE and CaO combined with a large variation in Y/Ho (27 - 50) is also interpreted as the sea-water like REE patterns that have been masked by the contribution of variable amounts of terrigenous materials. All the dolomite samples analyzed from the Fecho do Funil Formation exhibit a subtle negative cerium anomaly (Ce/Ce* = 0.85 - 0.95). The dolomites from Cumbi quarry – Fecho do Funil Formation show narrow variations in Eu anomalies (Eu/Eu* = 1.02 - 1.25). Eu contents, in this study show significant positive correlation with Al2O3 (r = 0.96) , suggesting the detrital origin. The δ 13 CVPDB (+6.0 to +7.2‰) and δ 18 OVPDB (-10.9 to -10.4‰) values in our samples display a narrow range which are identical to those shown by successions, characterized by positive carbon excursions, deposited during the Lomagundi event. We infer that the elevated carbon isotope values of the Fecho do Funil dolomites likely reflect primary carbon isotope compositions Few samples from Gandarela Formation (Bemil and Lagoa Seca quarries) show relatively higher REE contents that are associated with strongly positive correlation with the immobile elements including Al, Ni, Th, Cr, Sc, and Y coupled with a negative correlation between ΣREE and CaO, suggesting that the observed variations in the ΣREE values in these samples were controlled mainly by the input of terrigenous materials. The positive correlation between Eu and the detrital proxies like Zr, Th, and Y supports the non-diagenetic origin of this element. Y/Ho ratios range from 27 - 93 for Bemil quarry samples and 24 - 132 for samples from the Lagoa Seca quarry. The high values found for most of the samples indicate that most of the carbonates analyzed maintain the characteristics of seawater, while some analyzed samples present values of the Y/Ho ratio very low (< 30), indicating contamination by terrigenous materials. Most of the studied samples of the Bemil quarry present δ18O lower than -12 ‰, corresponding to carbonates that underwent changes by post-depositional processes. In general, samples from the Lagoa Seca quarry present δ18O values higher than the Bemil quarry samples, thus suggesting a better preservation. In relation to the values of δ13C, these in the majority of the analyzed samples, both of the Bemil quarry and the Lagoa Seca quarry, seem to be similar to those found in marine carbonates of the same age (~ 2.42 Ga). Samples that have isotopic carbon less than -2 ‰ are likely to result from decarbonation reactions.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/10445
Licença: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 17/10/2018 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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