Geochemical and petrological constraints on the origin of the neoproterozoic Urucum iron formation, Santa Cruz deposit, Brazil.

Abstract

O Grupo Jacadigo-Boqui, situado no SW do Brasil e SE da Bolivia, hospeda a Formação Ferrífera e Manganesífera (FF-FMn) do Urucum; um das ocorrências mais conhecidas e arquetípica do Neoproterozoico e a ultima grande expressão de deposição conjunta de Fe e Mn do Pré-cambriano. A sequência sedimentar do GrupoJacadigo-Boqui foi depositada em rifts desenvolvidos no paleocontinente Amazonas-Rio Apa, paralelamente a um evento de glaciação e o começo do ciclo Brasiliano. A FF do Urucum é caracterizada por uma assembléia metamórfica de baixo a muito baixo grau, geralmente composta por hematita, cherte e carbonatos da série Fe-dolomite-ankerita. EMP e LA-ICP-MS foram usados para determinar a composição química de hematitas dos facies carbonático e silicoso encontrados no morro Santa Cruz, Brasil. Três estágios de mineralização foram reconhecidos com base na textura e morfologia: (i) hematita anédricamicrocristalina, (ii) hematita subédrica a euédrica microespecular e (iii) microplacóide. Os resultados da EMP mostram composições químicas quase puras em Fe2O3 com quantidades traço de impurezas. Os resultados das analises de EMP e LA-ICP-MS mostram concentrações similares de elementos traço para todos os estágios, com pequena margem de variação, indicando uma redistribuição pós-deposicional relativamente limitada dos elementos traço. A análise fatorial das composições discriminou quatro grupos de elementos traço: (i) elementos incorporados na estrutura cristalina das hematitas (Ti, Al, V, Mn, Mg), (ii) associados com contaminação por carbonatos (Mg, Ca, Mn, P, Sr), associados com contaminação por cherte (Si), e hidrógenos adsorvidos em partículas precursoras (ETR, Ba, U, Th, Zr, Hf, Cu). Padrões de elementos terras raras (ETR), normalizados com folhelho, com características marinhas e razões de Zr/Hf e Th/U fracionadas sugerem uma recristalização a partir de sedimentos hidrógenos compostos por ferrihidrita. A hematita microcristalina foi formada precocemente durante a diagênese, através de desidratação, no estado sólido,de partículas amorfas de ferrihidrita; equanto que as variedades microespecular e microplacóide se formaram por processos de difusão durante estágios posteriores de diagênese-metamorfismo de baixo grau relacionado com o inicio da Orogenia Brasiliana.Essas transformações ocorreram concomitantemente e, possivelmente, envolveram a participação de fluidos hipogenéticos basinais, os quais promoveram o enriquecimento da FF através da lixiviação de chert. Fluidos supergênicos promoveram a lixiviação de minerais de ganga, porémnão modificaram significativamente a textura e composição química de hematitas primárias. Anomalias negativas reais de Ce e razões fracionadas de Th/U indicam que o os sedimentos precursores foram depositados em uma bacia estratificada, acima da fronteira redox, em condições óxicas. A presença de pelóides de hematita corrobora um ambiente marinho raso; próximo ao nível de base das ondas em tempo normal. Esta camada óxica superficial apresentava uma conexão com o oceano aberto, baseado nas assinaturas de ETR caracteristicamente marinhas, particularmente a pronunciada depleção em ETR leves, mas também recebeu um influxo de água doce, indicado por razões de Zr/Hf dentro do campo CHARAC (charge-and-radius-controlled behavior).