Metodologia de análise de inclusões fluidas por LA-ICP-MS e estudo de inclusões de líquidos silicáticos aplicados ao depósito de SN e IN do maciço granítico Mangabeira - Goiás, GO

Abstract

Esta dissertação trata de metodologia de LA-ICP-MS em inclusões fluidas e estudo de melt inclusions do maciço granítico Mangabeira, pertencente à Província Estanífera de Goiás (PEG), localizado na região nordeste do estado de Goiás. O modelo do LA-ICP-MS utilizado foi o Agilent 7500ce quadrupole ICP-MS e um excimer laser (ArF) de 193 nm Lambda Physik Geolas com gás hélio. NIST SRM 610 e sódio foram os padrões externo e interno selecionados, respectivamente. A aplicação do LA-ICP-MS para análises de inclusões fluidas auxiliou a complementar a caracterização química dos fluidos mineralizadores desse depósito. Os resultados mostram precisão das análises superiores aos obtidos na literatura e eficiência do instrumento na remoção de interferências poliatômicas, até mesmo para Fe, K e Ca. Inclusões fluidas primárias e secundárias, bifásicas e trifásicas foram analisadas em grãos de quartzo e topázio de três tipos de rochas do depósito Mangabeira: (1) Li-siderofilita granito (g2d), (2) topázio-albita granito (TAG) e (3) topazito. Ferro e potássio foram encontrados nos grãos de quartzo em concentrações de até 150 e 190 ppm, respectivamente. Contudo, entre os outros elementos presentes no hospedeiro, apenas ferro apresentou interferência nas análises de inclusões fluidas. Análises de sódio mostraram concentrações superiores nos fluidos analisados (3,5 a 5,0%; 0,5 a 6,5%; 0,2 a 2,0% para granito g2d, TAG e topazito, respectivamente) em relação às análises de rocha (2 a 4% para granito g2d e TAG, e 0,5% para topazito). Esses resultados evidenciam que os fluidos hidrotermais relacionados ao magmatismo granítico mesoproterozoico do maciço Mangabeira foram preservados, mesmo após o evento Brasiliano que ocorreu na Faixa Brasília. Estanho ocorre em inclusões fluidas primárias do TAG com concentração de até 3.330 ppm, enquanto que índio de até 7.850 ppm no topazito. Estanho e índio estão ausentes no granito g2d. Os resultados mostraram que o granito g2d teve pouca ou nenhuma contribuição na concentração do estanho, sendo que os fluidos hidrotermais do topázio-albita granito sobre aquela rocha foram os responsáveis pela formação do depósito. Quanto ao índio, o metassomatismo atuante no TAG remobilizou diversos elementos e concentrou-os no topazito. Essa concentração tornou o índio um elemento subeconômico dentro do depósito. O depósito estanífero Mangabeira foi gerado a partir da mistura de dois fluidos distintos: um de alta temperatura e salinidade (325 a 401°C e 40 a 48,5% de NaClequiv., respectivamente), de origem magmática, e outro de baixa temperatura e salinidade (129 a 211°C e 0 e 19,5% NaClequiv.), interpretado como de origem meteórica. O arsênio apresentou concentração elevada dentro do maciço, acima de 3,5% no topazito. Os resultados elevados nessa rocha são refletidos pelos diversos arseniatos encontrados na rocha metassomática estudada. O particionamento do arsênio para a fase vapor sugere aquele como bom indicador da mineralização no maciço Mangabeira. Embora o topazito ocorra associado ao topázio-albita granito, a concentração de alguns elementos nos resultados de inclusões fluidas, tais como bário, estrôncio, arsênio, tântalo e tungstênio na mesma faixa entre as inclusões secundárias do Li-siderofilita granito e as primárias do topazito sugerem que os fluidos que alteraram o granito g2d também contribuíram para a formação dessa rocha. Quanto às inclusões silicáticas, três grupos foram identificados em três litologias do maciço Mangabeira: biotita granito (g1c), granito g2d e topázio-albita granito. Na primeira e na última, as inclusões são classificadas como primárias e azonais. O elevado tamanho de todas as inclusões provavelmente ocorreu devido à elevada concentração de água no magma. O tamanho elevado pôde ter facilitado a cristalização dessas inclusões. Análises de microssonda eletrônica apresentaram resultados que não necessariamente refletem a concentração presente nos fluidos magmáticos aprisionados nas inclusões silicáticas. Assim, apenas resultados com teores de SiO2 próximo de 70% podem se aproximar dos valores esperados para o líquido magmático aprisionado. Estudos de aquecimento das inclusões obtiveram temperaturas de 865 a 925ºC para a homogeneização das melt inclusions do granito g1c. De acordo com o tipo de magmatismo e o comportamento das melt inclusions, essas são consideradas muito elevadas para representar a cristalização do granito Mangabeira. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

This dissertation deals with the methodology of LA-ICP-MS analyses of fluid and melt inclusions of the Mangabeira granitic massif, which forms part of the Goiás Tin Province (PEG) in the The northern Goias state. The equipment is composed of an Agilent 7500ce quadrupole ICP-MS and an excimer laser (ArF) 193 nm Lambda Physik Geolas operated with helium. The NIST SRM 610 and the element sodium were selected external and internal standards, respectively. The LA-ICP-MS analyses of fluid inclusions helped to decipher the chemical characterization of mineralizing fluids that deposit. The results show a precision better than those obtained in the literature, and a good efficiency of the instrument to remove polyatomic interferences even for Fe, K and Ca. Primary and secondary fluid inclusions composed of two- and three-phases were analyzed in quartz and topaz coming from three rock types of the Mangabeira deposit which are: (1) Li-siderophyllite granite (g2d), (2) topaz-albite granite (TAG) and (3) topazite. Iron and potassium concentrations in the host quartz arrived at up to 150 and 190 ppm, respectively. Between the other elements present in the host, only iron showed interference in the analysis of fluid inclusions. Sodium showed higher concentrations in the fluids analyzed (3.5 to 5.0%, 0.5 to 6.5%, 0.2 to 2.0% for g2d granite, TAG and topazite, respectively) than in the whole rocks (2- 4% for g2d granite and TAG, and 0.5% to topazito). These results suggest that the hydrothermal fluids related to Mesoproterozoic magmatism of the Mangabeira massif are preserved in spite of the Neoproterozoic Brasiliano event that took place in Brasília Belt. Primary fluid inclusions in the TAG contain up to 3,330 ppm of Sn, while the topazite may contain up to 7,850 ppm of In. Both Sn and In are absent in the g2d granite. The results suggest that g2d granite fluids did not contribute to the concentration of tin, but that the hydrothermal fluids derived from the topaz-albite granite were responsible for the formation of the deposit. As for the indium, TAG metasomatism remobilized several elements and concentrated them in topazite. This concentration turn indium into a sub-economic element in the deposit. The Mangabeira tin deposit was generated from a mixture of two distinct fluids, a high temperature and highly saline fluid (325-401°C and 40 to 48.5% NaClequiv., respectively) of gneous origin, and another low temperature and median saline fluid (129-211°C and 0% to 19.5% NaClequiv.) interpreted as meteoric fluid. There is high concentration of arsenic in some massive rocks like the topazite (above 3.5%). This is reflected by several arsenates found in the metasomatic rocks studied. The fact that As partitions preferentially into the vapor phase suggests that arsenic may be a good indicator mineral for the mineralization in the Mangabeira massif. Although topazite occurs spatially associated with topaz-albite granite, the concentrations of Ba, Sr, As, Ta and W fluid inclusions reach the same levels in secondary inclusions of the Li-siderophyllite granite and primary inclusions of the topazite, suggesting that fluids that altered g2d granite also contributed to the formation of the topazite. Three groups of silicate inclusions were identified in three lithologies of the Mangabeira massif which are (1) biotite granite (g1c), (2) g2d granite and (3) topaz-albite granite. In the first and last one, the inclusions are classified as primary and azonal. The large size of all inclusions was probably due to the high water concentration in the melt. The large size might have facilitated the crystallization of these inclusions. The results of microprobe analysis do not necessarily reflect the concentration present in the magmatic fluid inclusions trapped in silicates. Thus, only results with levels of around 70% SiO2 can approach the values expected for magmatic fluid trapped. Heating studies suggest temperatures from 865 to 925°C for homogenization of the melt inclusions of the g1c granite. According to the type of magmatism and behaviour of melt inclusions, they are too high to represent the crystallization temperature of the Mangabeira granite.