Caracterização da alteração supergênica nas mineralizações de sulfeto de cobre, região de Coronel Linhares, Caçapava do Sul

Abstract

Neste trabalho é apresentada a caracterização de mineralizações supergênicas de cobre do Complexo Passo Feio (CPF), no município de Caçapava do Sul. As amostras foram obtidas em uma porção do CPF que aflora a leste do granito Caçapava (GC), Escudo Sul Riograndense, RS. O CPF é uma sequência meta vulcanossedimentar constituída por ardósias, filitos, xistos pelíticos e feldspáticos, mármores, quartzitos, metaconglomerados, rochas calciosilicáticas, anfibolitos além de metabasaltos e xistos magnesianos subordinados, equilibrados na fácies xisto verde a anfibolito inferior. O metamorfismo presente na região é de origem dinamotermal com superposição de metamorfismo de contato pela influência de corpos intrusivos. Trabalhos anteriores indicam a presença de assembleias minerais de alteração hidrotermal de alta e baixa temperatura ligada aos fluidos das intrusões granitoides. As amostras de mármores foram coletadas na região de Coronel Linhares em uma pedreira de calcário, junto a um contato com um sill do GC e em uma zona de falhas metassomatizada contendo sulfetos alterados. Foram analisados mármores dolomíticos com tremolita, cortados por microfraturas preenchidas por calcita, cloritas e sulfetos de cobre e ferro. Os minerais do mármore encaixante são dolomita, calcita, tremolita e talco, enquanto que a mineralogia da alteração hidrotermal é a mesma da encaixante, (exceto dolomita) além de sulfetos, clorita, serpentina e óxidos. Descrições de campo indicaram sulfetos altamente alterados junto à zona de falha e a petrografia revelou que esses sulfetos estão brechados, enquanto que os mármores apresentaram óxidos associados com veios de clorita e serpentina. O Microscópio Eletrônico de Varredura com um Espectrômetro por Dispersão em Energia (MEV/EDS) auxiliou tanto na observação dos hábitos dos minerais através de contraste topográficos quanto na identificação de linhas raios X características de cobre, zinco, ouro enxofre e ferro, além de permitir a elaboração de mapas composicionais de distribuição elementar. A espectroscopia micro Raman foi feita em seção polida de mármore e os espectros obtidos foram identificados com o banco de dados do software CrystalSleuth, sendo possível caracterizar espectros de tenorita, antigorita e smithsonita. A Difração de Raios X (DRX) confirmou a presença de fases maiores, como calcita, dolomita, flogopita e tremolita e a presença de clorita (chamosita) e serpentina (lizardita). A presença e distribuição dos minerais supergênicos de cobre na região estão condicionadas principalmente a descontinuidades físicas, que permitem a circulação de água meteórica, e a proximidade com os sulfetos primários de cobre e ferro. Os produtos de alteração da calcopirita e bornita são a covelita e calcantita, gerando fluidos altamente ácidos e redutores, carregando íons de cobre e enxofre. Esses fluidos ao se diluírem com a água meteórica e interagirem com os mármores, serpentinas e cloritas, tem seu pH e potencial de oxirredução aumentados, depositando tenorita e auricuprita em pressões parciais de CO2 abaixo de 10-3 atm. A ocorrência de diversas espécies de óxidos e hidróxidos de Cu - especialmente tenorita, auricuprita, connelita, calcantita, identificadas na região pioneiramente neste trabalho, está controlada pela circulação de água meteórica em zonas de falha.

In this work the characterization of supergene copper mineralizations of the Passo Feio Complex (PFC) in the municipality of Caçapava do Sul is presented. The samples were obtained in a portion of the PFC that appears to the east of the Caçapava Granite (CG), Sul Riograndense Shield, in southern Brazil. The PFC is a meta volcano sedimentary sequence consisting of slates, phyllites, pelites, and feldspathic schists, marbles, quartzites, metaconglomerates, calcitic rocks, amphibolites, besides metabasalts and subordinate magnesian schists, balanced in green shale to lower amphibolite facies. The metamorphism present in the region is of dynamothermal origin, with superposition of contact metamorphism by the influence of intrusive bodies. Previous works indicate the presence of mineral assemblies of hydrothermal alteration of high and low temperature linked to fluids of the granitoid intrusions. The marble samples were collected in the region of Coronel Linhares in a limestone quarry, next to a contact with a CG sill and in a zone of metassomatised faults, containing altered sulphides. The analysed samples consisted of dolomite marbles containing tremolites, cut by microfractures filled with calcite, chlorites, and sulphides of copper and iron. The encasing marble consists of dolomite, calcite, tremolite and talc, while the mineralogy of the hydrothermal alteration is the same as that of the surrounding rock (except dolomite) besides sulfides, chlorite, serpentine, and oxides. Field descriptions indicated highly altered sulphides near the fault zone and petrography revealed that these sulphides are brecciated, while the marbles present oxides associated with chlorite and serpentine veins. Scanning electron microscopy and x-ray spectrometry (SEM/EDS) assisted both in the observation of the habits of the minerals by topographic contrast as well as in the identification of x-ray lines characteristic of copper, zinc, sulfur, gold, and iron, as well as in the elaboration of compositional maps. Micro Raman spectroscopy was performed on a polished section of marble and the obtained spectra were identified with the database of the software CrystalSleuth, identifying the minerals tenorite, antigorite and smithsonite. XRD confirmed the presence of calcite, dolomite, phlogopite, and tremolite, and chlorite (chamosite), and serpentine (lizardite). The presence and distribution of the supergenic copper minerals in the region are mainly conditioned by physical discontinuities that allow the circulation of meteoric water and to proximity of primary copper and iron sulphides. The alteration products of chalcopyrite and bornite form covelite and chalcanthite generating highly acidic and reducing fluids, which carry copper and sulfur ions. These fluids, when diluted with meteoric water and interacting with the marbles, serpentines and chlorites, have their pH and oxidation reduced, depositing tenorite and auricupride at partial pressures of CO2 below 10-3 atm. The occurrence of several species of oxides and hydroxides of Cu in this area - especially tenorite, auricupride, connelite, and calcanthite - reported for the first time in this work, are originated by fluid circulation (meteoric water) in the fault zones.