Estudo geoquímico e isotópico de rochas carbonáticas das formações gandarela e fecho do funil – Quadrilátero Ferrífero - Brasil.

Abstract

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.