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Caracterização de Piroxênios associados à mineralização uranífera da
Jazida Cachoeira, Província Uranífera de Lagoa Real, Bahia
Rhaine Matos Gonçalves
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação
em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e
Materiais, como requisito parcial à obtenção do Grau
de Mestre em Ciência e Tecnologia das Radiações,
Minerais e Materiais
Área de concentração: Ciência e Tecnologia dos
Materiais e Metalogênese
Orientador: Dr. Francisco Javier Rios
Co-Orientador: Dr. Kazuo Fuzikawa
Belo Horizonte
2005
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Comissão Nacional de Energia Nuclear
CENTRO DE DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA NUCLEAR
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e
Materiais
Caracterização de Piroxênios associados à mineralização uranífera da
Jazida Cachoeira, Província Uranífera de Lagoa Real, Bahia
Rhaine Matos Gonçalves
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação
em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e
Materiais, como requisito parcial à obtenção do Grau
de Mestre em Ciência e Tecnologia das Radiações,
Minerais e Materiais
Área de concentração: Ciência e Tecnologia dos
Materiais e Metalogênese
Orientador: Dr. Francisco Javier Rios
Co-Orientador: Dr. Kazuo Fuzikawa
Belo Horizonte
2005
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ERRATA
Nota de esclarecimento:
Em função de um problema ocorrido na transcrição dos dados experimentais, as
inclusões fluidas estudadas pelo autor desta dissertação e referidas como
trifásicas
não
apresentam, necessariamente, somente três fases.
Essas inclusões apresentam
no mínimo
três fases distintas,
uma sugestiva de líquido, uma bolha
e uma ou mais
fases com
características de sólidas.
No item AGRADECIMENTOS:
Onde se lê
Leia-se
Página
Parágrafo
Linha
À Deus
A Deus
3
1
1
À professores
A professores
3
7
1
Na FIG. 25
(pág. 63):
Onde se lê
Leia-se
Porta Amostra
Porta-Amostra
AGRADECIMENTOS
À Deus.
Muitos são os agradecimentos, que certamente extrapolam os nomes que aqui
menciono. Ao meu orientador professor doutor Francisco Javier Rios, pelo empenho na
realização das tarefas deste trabalho e pela compreensão. Ao meu co-orientador professor
doutor Kazuo Fuzikawa, pela participação nos trabalhos. Ao professor doutor José Marques
Correia Neves, ao Msc. James Vieira Alves, e ao doutor Alexandre de Oliveira Chaves por
terem participado do desenvolvimento dos trabalhos. Ao coordenador do colegiado, professor
Waldemar A. A. Macedo, pelo estímulo e clareza na discussão de problemas.
À pesquisadora Sônia Pinto Prates pela inestimável colaboração no estudo
petrográfico das amostras.
Aos colegas de mestrado pela convivência e pelo estímulo. À Odair Miranda, pelo
aconselhamento sincero.
Ao CDTN, pela gentil acolhida neste mestrado e por ter disponibilizado instalações e
equipamentos para a realização dos trabalhos. A todos os funcionários e membros do CDTN,
que muitas vezes me ajudaram em situações difíceis, meu sincero muito obrigado.
À doutora Simone Cerqueira Pereira Cruz pela ajuda no momento oportuno.
À professores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) que participaram
dos trabalhos em algum momento.
À Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) pelo auxílio financeiro para
desenvolvimento dos trabalhos.
À Indústrias Nucleares do Brasil (INB) pela permissão para visitar às atividades na
Província Uranífera de Lagoa Real e para coleta de amostras, pelo suporte concedido à toda
equipe para o transporte Belo Horizonte – Caetité – Belo Horizonte e para o transporte diário
na região de Caetité, e pela hospedagem e alimentação concedidas à toda a equipe durante a
estadia em Caetité. Agradeço especialmente ao Geólogo Evando Carele de Matos (Gerente de
Engenharia, Geologia e Avaliação de Jazidas - INB) que se mostrou disponível e atencioso
para realização dos objetivos propostos.
Ao Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), especialmente ao pesquisador
Dr. Carlos Alberto Pérez , pela atenção dispensada a este trabalho.
Ao Laboratório de Micro-análises do CDTN/UFMG pela disponibilidade e presteza
dos serviços, na pessoa de Willian Tito Soares.
Agradeço aos meus pais e familiares pelo apóio e por estarem presentes.
A Kezia, meu amor, presença indispensável, por seu carinho, compreensão e apóio
em todos os momentos desta difícil tarefa.
Agradeço, enfim, a todos aqueles que contribuíram, direta ou indiretamente, para que
este trabalho fosse concluído.
RESUMO
Caracterização de Piroxênios associados à mineralização uranífera da Jazida
Cachoeira, Província Uranífera de Lagoa Real, Bahia
Rhaine Matos Gonçalves
RESUMO
Este trabalho teve como objetivo contribuir para o conhecimento sobre a gênese da
Jazida de Urânio Cachoeira (Lagoa Real, BA), caracterizando piroxênios (com ênfase nos
associados à mineralização uranífera e que hospedam inclusões fluidas) e suas inclusões
associadas. Em função das análises realizadas, foram descritos, de maneira geral, os passos
que devem ser seguidos para obtenção e interpretação de dados, em inclusões fluidas (IF), na
linha D09B XRF Fluorescência de Raios-X do Laboratório Nacional de Luz síncrotron
(LNLS), Campinas, SP.
As análises dos piroxênios revelaram augita, diopsídio e aegirina-augita, havendo
também termos intermediários, por exemplo entre augita e diopsídio. Os piroxênios
apresentaram inclusões fluidas bifásicas e trifásicas (que podiam apresentar fase sólida
birrefringente), sendo algumas possivelmente primárias. Os piroxênios apresentaram,
também, inclusões sólidas. A análise de algumas inclusões sólidas revelou tratarem-se de
albita, que provavelmente é anterior ao piroxênio hospedeiro.
Os resultados obtidos indicaram que os piroxênios estudados estão associados a uma
importante fase de metassomatismo cálcico. Tais piroxênios não estariam totalmente
associados à precipitação do minério uranífero. No estudo petrográfico das amostras chamou
a atenção, a identificação de duas gerações de plagioclásios, uma fortemente alterada e outra
menos alterada.
A luz síncrotron, utilizada para estudo de IF, é uma poderosa ferramenta de análise.
Foi constatado que cuidados na preparação da amostra, como a seleção de IF superficiais, são
muito importantes para se obter um bom dado.
Devido principalmente a fatores experimentais, somente o vanádio foi detectado em
maior quantidade na área que continha as IF (no piroxênio), em relação à área branca, nos
estudos com luz síncrotron. A ocorrência de tal elemento é de difícil interpretação.
Estudos futuros, envolvendo as inclusões fluidas e sólidas do piroxênio, e de outros
minerais, serão importantes para compreender a Jazida Cachoeira. A pesquisa de U em IF,
mediante uso da luz síncrotron, será também de grande importância.
ABSTRACT
Caracterização de Piroxênios associados à mineralização uranífera da Jazida
Cachoeira, Província Uranífera de Lagoa Real, Bahia
Rhaine Matos Gonçalves
ABSTRACT
This work had as objective to contribute for the knowledge about the genesis of the
Cachoeira uranium deposit (Lagoa Real Uranium Province, Bahia State, Brazil),
characterizing pyroxenes (with emphasis in those associated with the uranium mineralization
and those hosting inclusions) of the deposit and their associated inclusions. In function of the
accomplished analyses, steps that should be followed to obtain and interpret data from fluid
inclusions (FI), in the D09B XRF X-Ray Fluorescence Beam Line of the National
Synchrotron Light Laboratory, Campinas, Brazil, have been described.
The analyzed pyroxenes are augites, diopsides and aegirine-augites, and intermediate
terms, for example between augite and diopside, were detected. They presented two and three
phases fluid inclusions being some, possible, primary ones. The three phases FI could present
a birefringent solid phase. The pyroxenes presented, also, solid inclusions. The analysis of
some solid inclusions revealed that they were albites. These albites are, probably, previous to
the pyroxene host mineral.
The obtained results indicated that the studied pyroxenes are associated to an
important phase of calcic metasomatism. These pyroxenes are not totally associated to the
precipitation of the uranium. In the petrographic study of the samples, two types of
plagioclase were identified, one very altered and other less altered.
Synchrotron light is a powerful tool for analyze FI. It was verified that care in the
preparation of the sample, such as the selection of near-surface FI, are very important to
obtain reliable data.
In the studies with synchrotron light only the vanadium was detected in larger
amount in the area that contained FI (in pyroxene), in relation to the control area, due, mainly,
to experimental factors. The presence of this element it’s not easy to interpret.
Additional studies, on solid and fluid inclusion in pyroxene, and in other minerals,
will be important to understand the Cachoeira uranium deposit. The research of U in FI, using
synchrotron light, will be of great importance as well.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIG. 1 Ciclo simplificado do combustível nuclear, evidenciando (caixa cinza) a etapa de
mineração do U.. ..........................................................................................................16
FIG. 2 Localização (mostrada pelo quadrado negro) da Província Uranífera de Lagoa Real no
estado da Bahia.............................................................................................................19
FIG. 3 Mapa Geológico simplificado do Aulacógeno do Paramirim, enfatizando as principais
unidades geológicas e estruturas tectônicas de idade brasiliana.....................................22
FIG. 4 Projeto Lagoa Real. Jazida Cachoeira - anomalia 13. Seção horizontal......................25
FIG. 5 Projeto Lagoa Real. Perfil Geológico - LB - 80 Nw- Jazida Cachoeira ......................29
FIG. 6 Paragênese mineral desenvolvida ao curso do metassomatismo sódico-cálcio dos
granitos e gnaisses do complexo de Lagoa Real............................................................30
FIG. 7 Aparência de amostra (albitito) de testemunho de furo de sondagem, utilizado para
confecção de lâminas neste trabalho .............................................................................33
FIG. 8 Zona contendo plagioclásio fortemente alterado (PlgA) e plagioclásio pouco alterado
(Plg) .............................................................................................................................35
FIG. 9 Anfibólio (Anf) incluso em massa de piroxênio (Px) .................................................36
FIG. 10
a
- Piroxênio exibindo mineralização evidente (indicada pelas setas) com halo de
alteração.
b
– Mineralização (indicada pela seta) contornando cristais de piroxênio......37
FIG. 11 Aspecto da petrografia das amostras, sem nicóis cruzados (
a
) e com nicóis cruzados
(
b
), mostrando piroxênio mineralizado (Px) e plagioclásio (Plg), este último exibindo
maclas ..........................................................................................................................37
FIG. 12 Representação esquemática do pequeno volume irradiado pelos elétrons que incidem
em uma amostra polida.................................................................................................38
FIG. 13 Diagrama de classificação (Q-J) dos piroxênios estudados nas lâminas 03jun26-01-2
e 03jun25-15-2 das respectivas amostras mineralizadas. ...............................................41
FIG. 14 Diagrama de classificação Ca-Mg-Fe e Na piroxênios dos mesmos piroxênios
(indicados pelos círculos) da FIG. 13 estudados nas lâminas 03jun26-01-2 e 03jun25-15-
2 das respectivas amostras mineralizadas......................................................................41
FIG. 15 Classificação (Ca-Mg-Fe clinopiroxênios) de piroxênios selecionados (indicados
pelos círculos) estudados nas lâminas 03jun2601-2 e 03jun2515-2 das respectivas
amostras mineralizadas.................................................................................................42
FIG. 16 Inclusão fluida primária bifásica em piroxênio. .......................................................50
FIG. 17 Inclusão fluida primária trifásica apresentando fase sólida birrefringente (apontada
pela seta) quando são cruzados os nicóis (b). ................................................................50
FIG. 18 IF trifásicas primárias em piroxênio paralelas e ocorrendo em planos diferentes (
a
e
b
). ................................................................................................................................50
FIG. 19 Inclusão fluida de origem indeterminada, trifásica em piroxênio..............................51
FIG. 20
a-
Inclusões sólidas em piroxênio.
b-
Inclusões sólidas de albita em piroxênio........52
FIG. 21 Classificação de inclusões superficiais (indicada pelo círculo) em piroxênio e de um
mineral vizinho (também indicado pelo círculo) ao piroxênio.......................................53
FIG. 22 Abordagem para estudo de inclusão fluida irradiando a inclusão inteira...................59
FIG. 23 Abordagem para estudo de inclusão fluida irradiando apenas parte da inclusão. ....60
FIG. 24 Esquema simplificado, mostrando partes da linha de luz D09B XRF do LNLS........62
FIG. 25 Representação esquemática da montagem do porta-amostra + amostra utilizado no
LNLS ...........................................................................................................................63
FIG. 26 Inclusões Fluidas e área “branca” analisadas em piroxênio, no LNLS......................65
FIG. 27 Espectros p1a0008 e p1a0011..................................................................................65
FIG. 28 Espectros p1a0009 e p1a0011..................................................................................67
FIG. 29 Espectros p1a0010 e p1a0011..................................................................................68
FIG. 30 Inclusão fluida e área “branca” analisadas em quartzo, no LNLS............................68
FIG. 31 Espectro c1a0001 e c1a0002....................................................................................69
FIG. 32 Representação esquemática de algumas das principais observações petrográficas nas
lâminas estudadas.........................................................................................................76
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – Parte das análises, de inclusões de albita (melt) e de um mineral vizinho
(Albita) ao hospedeiro, representadas na FIG. 21. (Calibração para albita). Esta tabela
corresponde a uma parte da TABELA 9........................................................................54
TABELA 2 - Análises da massa de piroxênio hospedeiro das inclusões de albita (melts) da
área X (Calibração para piroxênio) ...............................................................................54
TABELA 3 - Análises (por microssonda eletrônica) selecionadas, do mineral hospedeiro (Px),
de algumas de suas inclusões (Tap M1 e M2) e de um mineral vizinho (ao hospedeiro)
rico em TiO
2
(Tap T2). (Calibração para piroxênios). ...................................................55
TABELA 4 – Análise Matemática dos Espectros obtidos no piroxênio (Parte 1) ..................72
TABELA 5 - Análise Matemática dos Espectros obtidos no quartzo (Parte 1) ......................74
TABELA 6 - Análises (selecionadas) de Piroxênios da Jazida Cachoeira .............................88
TABELA 7 - Analise do piroxênio que continha as inclusões analisada por luz síncrotron ...89
TABELA 8 - Análises por microssonda de inclusões sólidas em piroxênios (calibração para
piroxênio).....................................................................................................................89
TABELA 9 - Análises de inclusões de albita em piroxênio (calibração para albita) ..............89
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO................................................................................................15
2
RELEVÂNCIA E JUSTIFICATIVA ..............................................................16
3
OBJETIVOS ....................................................................................................17
3.1 O
BJETIVO GERAL
........................................................................................17
3.2 O
BJETIVO ESPECÍFICO
.................................................................................17
4
METODOLOGIA............................................................................................18
5
LOCALIZAÇÃO E GEOLOGIA DE LAGOA REAL ..................................19
5.1 L
OCALIZAÇÃO DA
P
ROVÍNCIA
U
RANÍFERA DE
L
AGOA
R
EAL
........................19
5.2 C
ONTEXTO GEOLÓGICO
..............................................................................20
5.2.1 Geologia Regional...............................................................................20
5.2.2 Geologia Local....................................................................................23
5.2.3 Albitização e mineralização em Lagoa Real ........................................31
6
PETROGRAFIA DAS AMOSTRAS E ESTUDOS POR MICROSSONDA
ELETRÔNICA.................................................................................................33
6.1 P
ETROGRAFIA DAS AMOSTRAS
....................................................................33
6.1.1 Mineralogia.........................................................................................34
6.2 A
NÁLISES POR MICROSSONDA ELETRÔNICA
.................................................38
6.2.1 Introdução...........................................................................................38
6.2.2 Análises por microssonda na Província Uranífera de Lagoa Real........39
7
ESTUDO DAS INCLUSÕES FLUIDAS.........................................................43
7.1 I
NTRODUÇÃO
.............................................................................................43
7.2 M
ÉTODOS DE ESTUDO DAS
IF......................................................................44
7.3 I
NCLUSÕES
F
UNDIDAS
................................................................................45
7.4 E
STUDO DE
IF
EM DEPÓSITOS MINERAIS
......................................................45
7.4.1 Estudo de Inclusões fluidas na Jazida Cachoeira.................................46
7.5 R
ESULTADOS DA
P
ETROGRAFIA DAS
I
NCLUSÕES NOS PIROXÊNIOS
................48
8
USO DE LUZ SÍNCROTRON PARA ESTUDO DE IF.................................56
8.1 I
NTRODUÇÃO
.............................................................................................56
8.2 A
PLICAÇÕES DO MÉTODO
...........................................................................57
8.3 A
SPECTOS
P
RÁTICOS DA
A
NÁLISE COM
L
UZ
S
ÍNCROTRON
...........................57
8.3.1 Mineral hospedeiro das IF ...................................................................58
8.3.2 Tamanho das inclusões a serem estudadas...........................................58
8.3.3 Profundidade das IF a serem estudadas................................................58
8.3.4 Montagens experimentais....................................................................59
8.4 E
STUDO DOS
D
ADOS
..................................................................................60
8.5 A
LINHA
XRF
DO
LNLS ............................................................................61
8.6 M
ONTAGEM
E
XPERIMENTAL E
A
NÁLISES
R
EALIZADAS
...............................61
8.6.1 Montagem Experimental .....................................................................61
8.6.2 Análises Realizadas.............................................................................64
8.6.3 Problemas detectados durante a realização dos experimentos - Fontes de
imprecisão dos dados..........................................................................70
9
DISCUSSÃO FINAL ......................................................................................75
10
CONCLUSÕES................................................................................................80
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................82
APÊNDICE A - ANÁLISES POR MICROSSONDA ELETRÔNICA ..............88
15
1 INTRODUÇÃO
A energia nuclear é produzida pela fissão do núcleo do Urânio (U
235
), provocada
pelo bombardeamento de nêutrons, e esta energia pode ser utilizada para fins militares ou para
geração de energia termoelétrica (TAIOLI, 2001). A utilização do combustível nuclear em
usinas nucleares para geração de energia apresenta vantagens, como o fato de não liberar H
2
S
e NO
x
(óxidos de nitrogênio) (TAIOLI, 2001). Apresenta, também, desvantagens, como as
que resultam quer de potenciais acidentes graves, quer do armazenamento dos rejeitos
nucleares (TAIOLI, 2001).
Atualmente, o Brasil conta com duas usinas nucleares, Angra I e Angra II
(ELETRONUCLEAR, 2005). Devido à crescente demanda por energia elétrica e à dificuldade
para o licenciamento da exploração das reservas hídricas remanescentes, a energia nuclear
representa um importante papel no cenário energético nacional (ELETRONUCLEAR, 2005).
Sendo assim, a disponibilidade de U para utilização em reatores nucleares é tema de vital
importância para nosso País.
A Jazida Uranífera Cachoeira, em processo de explotação pelas Indústrias Nucleares
do Brasil, constitui, atualmente, o mais importante dos depósitos de U da Província Uranífera
de Lagoa Real. É a única desse gênero em atividade na América do Sul. A compreensão, quer
da geoquímica dos fluidos da formação desse depósito, mediante estudo de inclusões fluidas,
quer da mineralogia da região, são importantes para os trabalhos de prospecção e pesquisa de
urânio na área da província.
O objetivo final desta dissertação, que envolve os aspectos supracitados, é contribuir
para a compreensão da gênese dessa Jazida, mediante estudo dos piroxênios associados a
mineralização uranífera.
A elaboração deste texto constitui atividade do “Mestrado em Ciência e Tecnologia
das Radiações, Minerais e Materiais” do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear,
área de concentração, “Ciência e Tecnologia dos Materiais e Metalogênese” .
16
2 RELEVÂNCIA E JUSTIFICATIVA
Para a produção do combustível nuclear utilizado nas Centrais Elétricas Nucleares
Brasileiras (Angra I e Angra II) a contínua atividade de mineração do U (FIG. 1) constitui
etapa fundamental, já que tem que ser garantido suprimento permanente de combustível para
as referidas usinas.
A descoberta de uma jazida mineral precede a explotação do minério e, é um processo
que demanda recursos financeiros substanciais, além de um esforço pluri-disciplinar contínuo
e prolongado. Tal esforço e recursos podem ser melhor utilizados com o incremento no
conhecimento que se tem a respeito da deposição do bem mineral de interesse. Por isso, o
estudo em uma jazida uranífera,
de minerais e de suas inclusões (fluidas ou sólidas), pode ser
importante, uma vez que contribui para o conhecimento a respeito do processo genético que
originou o depósito. No caso da jazida Cachoeira, essa contribuição pode ser significativa.
Estudos mineralógicos e geoquímicos em piroxênios da Jazida Cachoeira já foram
realizados anteriormente (por exemplo, MARUÉJOL, 1989; LOBATO & FYFE, 1990). Da
mesma forma, já foram desenvolvidos estudos preliminares de inclusões fluidas (IF) em
piroxênios desta Jazida (por exemplo, ALVES & FUZIKAWA, 1984; FUZIKAWA &
ALVES, 1988). No presente trabalho, utilizando como ferramentas principais a petrografia, a
microssonda eletrônica e a luz síncrotron, pretende-se agregar novos dados, que contribuam
para a melhor compreensão da origem e composição dos piroxênios e, portanto, da gênese
dessa Jazida.
FIG. 1 Ciclo simplificado do combustível nuclear
*
, evidenciando (caixa cinza) a etapa de mineração
do U. Modificado de Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (2005).
__________________________
*
Ciclo do combustível nuclear:
“inclui todas as atividades envolvidas na obtenção e na irradiação
do combustível em reatores nucleares, bem como a estocagem definitiva ou o reprocessamento do
combustível gasto, com ou sem o reaproveitamento dos materiais físseis ainda presentes, e a deposição
final dos rejeitos constituídos de produtos de fissão gerados durante a irradiação. (INSTITUTO DE
PESQUISAS ENERGÉTICAS E NUCLEARES, 2005).”
Mineração
do U
Enriquecimento
Produção do
Combustível Nuclear
Reator Nuclear
Reconversão
Metalurgia
17
3 OBJETIVOS
3.1 Objetivo geral
Contribuir para o conhecimento sobre a gênese de Jazidas de Urânio, especialmente
em terrenos metamórficos, mediante estudo de aspectos da mineralogia da jazida e das
inclusões, fluidas e sólidas, presentes em minerais.
3.2 Objetivo específico
- Caracterizar os piroxênios (com ênfase nos associados à mineralização uranífera e que
hospedam inclusões) da Jazida Cachoeira e suas inclusões, fluidas e sólidas;
- Descrever, de maneira geral, os passos que devem ser seguidos para obtenção e
interpretação dos dados obtidos em IF na linha D09B XRF Fluorescência de Raios-X do
Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), Campinas.
18
4 METODOLOGIA
As etapas estabelecidas para atingir o objetivo proposto, consistiram, de maneira
geral, em:
- Levantamento Bibliográfico;
- Coleta de amostras,
- Seleção e preparação de lâminas delgadas e bipolidas;
- Estudo petrográfico das amostras, utilizando, principalmente, os microscópios
petrográficos LEITZ ORTHOLUX II POL BK e LEICA DMRXP.
- Caracterização química dos piroxênios, mediante o uso da microssonda eletrônica
do laboratório de micro-análise da UFMG-CDTN;
- Microscopia e mapeamento de inclusões fluidas e sólidas visando caracterizar
morfologicamente tipos de inclusões encontradas nos piroxênios. Para tanto foram utilizados
microscópios petrográficos, principalmente LEITZ ORTHOLUX II POL BK e LEICA
DMRXP.
- Caracterização da composição elementar (qualitativa) dos fluidos das IF em
piroxênios utilizando a metodologia de fluorescência de raios-X do Laboratório Nacional de
Luz Síncrotron (LNLS, Campinas);
- Caracterização das inclusões sólidas presentes nos piroxênios, utilizando a
microssonda eletrônica;
- Tratamento de dados utilizando softwares específicos;
- Elaboração do texto da Dissertação.
Maiores detalhes sobre os métodos utilizados em cada etapa do trabalho serão
apresentados ao longo deste texto.
19
5 LOCALIZAÇÃO E GEOLOGIA DE LAGOA REAL
5.1 Localização da Província Uranífera de Lagoa Real
A Província Uranífera de Lagoa Real se estende por uma área de 1.200 Km
2
e
localiza-se (FIG. 2) no centro-sul do Estado da Bahia (MATOS, 1995). Segundo Matos
(1995), é limitada pelas coordenadas geográficas 42
o
07’30’’ – 42
o
22’30’’ e 13
o
45’00’’ - 14
o
07’30’’ e sua área pertence aos municípios de Caetité e Lagoa Real. A província uranífera de
Lagoa Real, como definida acima, está contida no Complexo Lagoa Real.
FIG. 2 Localização (mostrada pelo quadrado negro) da Província Uranífera de Lagoa Real no
estado da Bahia. Modificado de Rocha (1992).
20
5.2 Contexto geológico
5.2.1 Geologia Regional
O complexo de Lagoa Real está localizado na porção sul do Aulacógeno do
Paramirim (FIG. 3) (CRUZ, S., 2004). A geologia regional da área estudada neste trabalho
será tratada como a geologia do Aulacógeno do Paramirim.
O Aulacógeno do Paramirim é a feição morfoestrutural da porção norte do Cráton do
São Francisco e, abarca a Serra do Espinhaço setentrional, os vales do Paramirim e do São
Francisco e a Chapada Diamantina (CRUZ, S., 2004). As suas unidades características são os
Supergrupos Espinhaço e São Francisco (CRUZ, S., 2004).
ESTRATIGRAFIA
O substrato do aulacógeno é constituído por rochas Arqueanas e Paleoproterozóicas
mais antigas que 1.8 Ga perfazendo o embasamento estratigráfico e, também, por grande
volume de rochas plutônicas Paleoproterozóicas que foram posicionadas por volta de 1.75 Ga
(CRUZ, S., 2004).
O embasamento
O Bloco do Gavião contém o embasamento do aulacógeno do Paramirim (CRUZ, S.,
2004). Três principais unidades litológicas formam o bloco do Gavião:
a)
um grupo de
gnaisses de cor cinza que correspondem a uma associação plutônica de tonalitos,
trondhjemitos, granodioritos (TTG) amplamente distribuídos no bloco e, afetados de modo
diverso por processos anatéticos;
b)
seqüências supracrustais comportando metavulcanitos,
com termos ultramáficos, máficos e intermediários, formações ferríferas bandadas (BIF),
níveis carbonáticos e calciosilicáticos com grau de metamorfismo variando entre a do fácies
anfibolito e a do fácies xisto verde;
c)
rochas plutônicas, predominantemente cálcio-alcalinas,
que formam corpos intrusivos nos terrenos descritos acima (CUNHA et al., 1994).
21
O complexo Lagoa Real
O complexo Lagoa Real é intrusivo nos gnaisses do bloco Gavião (CRUZ, S., 2004).
No item geologia local será descrito o complexo Lagoa Real em maior detalhe.
Supergrupo Espinhaço
Constitui a unidade de preenchimento mais importante do Aulacógeno do Paramirim
englobando uma sucessão de sedimentos essencialmente terrígenos com contribuições de
vulcânicas ácidas a intermediárias na base (CRUZ, S., 2004). Encontra-se integralmente
exposto e apresenta significativa diferenciação faciológica entre a porção oeste, que
corresponde à Serra do Espinhaço Setentrional, e a leste do aulacógeno, que corresponde à
Chapada Diamantina (ALKMIN, 2004).
Segundo Cruz (2004) o Supergrupo Espinhaço, com sua deposição iniciando-se em
torno de 1.75 Ga, registra a nucleação e a primeira fase de desenvolvimento do Aulacógeno
em questão.
Supergrupo São Francisco
Engloba um conjunto de rochas terrígenas e carbonáticas depositadas em um
ambiente marinho com influência glaciogênica (CRUZ, S., 2004). Exibe grandes diferenças
entre as ocorrências de oeste e leste e encontra-se preservado somente nos baixos estruturais
do Aulacógeno (ALKMIN, 2004).
22
FIG. 3 Mapa Geológico simplificado do Aulacógeno do Paramirim, enfatizando as principais
unidades geológicas e estruturas tectônicas de idade brasiliana. BG- Bloco Gavião, BJ- Bloco
Jequié, ZCBC – Zona de cisalhamento Brumado-Caetité, ES- Espinhaço Setentrional, CD-
Chapada Diamantina, SRP- Saliência do Rio Pardo (Faixa Araçuaí), VRP – Vale do Rio
Paramirim e SG – Serra Geral.
A e B:
ocorrências do complexo de Lagoa Real. Modificado de
Cruz & Alkmin (2005). (Imagem gentilmente cedida por Simone Cerqueira Pereira Cruz).
Cráton do
São Francisco
B
A
N
23
5.2.2 Geologia Local
Em Costa et al. (1985) encontramos um mapeamento inicial para o complexo de
Lagoa Real, no estado da Bahia, , entre as coordenadas: meridianos 42
o
07´ 30´´ W e 42
o
22´
30´´ W e os paralelos 13
o
45´00´´ S e 14
o
07´ 30´´ S.
Segundo Cruz, S., (2004), o complexo Lagoa Real ocorre em duas regiões distintas, a
primeira no vale do rio Paramirim (FIG. 3 – A), situada entre as cidades de Paramirim (ao
norte) e Caculé, e a segunda no núcleo do Anticlinal de Abaíra-Jussiape a leste de Itanajé
(FIG. 3 - B).
Neste texto utilizaremos a carta geológica de Cruz, S., (2004).
Segundo consta em Cruz, S., (2004), o complexo Lagoa Real abarca Suíte Intrusiva
Lagoa Real (ARCANJO et al., 2000 apud CRUZ, S., 2004), que compreende um conjunto de
granitos e gnaisses e albititos deles derivados, bem como rochas que ocorrem no vale do
Paramirim (desde o paralelo 13
o
30’S , na altura da cidade de Paramirim, até o paralelo
14
o
24’S, a norte da cidade de Caculé) numa extensão de, ~ 112 Km
*
. Ainda segundo
Cruz, S., (2004), integram também este complexo as rochas granitóides e os gnaisses da
região de Abaíra e Jussiape.
A mineralização de urânio em Lagoa Real esta associada a corpos denominados
albititos (GEISEL SOBRINHO et al., 1980; BRITO et al., 1984; MARUÉJOL et al., 1987;
MARUÉJOL, 1989; LOBATO & FYFE, 1990; CRUZ, S., 2004).
Número superior a 30 anomalias de urânio já foram relatadas no setor de Lagoa Real
(RIBEIRO et al., 1984; LOBATO & FYFE, 1990). A uraninita constitui o principal mineral
de urânio, ocorrendo subordinadamente a pechblenda e o uranofano (GEISEL SOBRINHO et
al., 1980; RIBEIRO et al., 1984), a gumita e a torbernita (RIBEIRO et al., 1984). A
mineralização uranífera pode-se apresentar sob a forma de pequenos cristais de uraninita,
margeando outros minerais ou no interior destes (LOBATO & FYFE, 1990).
De acordo com Matos (1995), a Jazida Cachoeira, de onde se originam as amostras
estudadas neste trabalho, leva o nome da fazenda onde se acha localizada e apresenta uma
extensão de 420 metros na direção noroeste e uma largura de, aproximadamente, 250 metros.
*
O símbolo “ ~” significa: aproximadamente.
24
Estudos de cava foram feitos na Jazida e os dados econômicos indicaram uma ótima
recuperação do minério até 100 metros de profundidade havendo, ainda, a possibilidade de se
alcançarem profundidades maiores no futuro (MATOS,1995).
Ainda segundo Matos (1995), foram individualizados na Jazida três corpos principais
de minério conforme seção horizontal, cota 840m (FIG. 4):
Corpo 1:
Apresenta extensão de 220 metros, com espessura mineralizada variando
de 2 a 13 m;
Corpo 2:
Possui 130 metros de comprimento e espessura de 1 a 20 m
Corpo 3:
Exibe duas lentes principais. A lente situada na lapa apresenta extensão de
170 m e espessura variável de 20 a 30
m. A lente situada na capa apresenta espessura que
varia de 2 a 27m.
Cruz, S., (2004) realizou uma nova descrição da litologia da área do Complexo
Lagoa Real. A descrição, a seguir, baseia-se em grande parte no texto desta autora.
Granitóides Lagoa Real
Englobam o conjunto de granitóides genericamente denominados Granito São
Timóteo (sensu latu) (FERNANDES et al., 1982 apud CRUZ, S., 2004), e o granito Jussiape
(LOPES, 1991, apud CRUZ, S., 2004). O Granito São Timóteo (sensu latu) apresenta
diferenciações texturais que permitiram subdividi-lo em granitóides São Timóteo (sensu
strictu), granitóides Jurema e granito Jussiape (CRUZ, S., 2004).
Os granitóides podem ser classificados como rochas metaígneas, pois uma
associação mineralógica e várias texturas deformacionais, determinadas por tectônica
posterior à gênese dos granitos, ambas sin-metamórficas, ocorrem (CRUZ, S., 2004).
A mineralogia varietal é composta por biotita e pelo anfibólio, sendo que minerais
como ortopiroxênio e granada, ainda que raramente, podem ser encontrados na matriz dessas
rochas (CRUZ, S., 2004). Titanita, zircão, fluorita, apatita, monazita, ilmenita, magnetita e
alanita constituem a mineralogia acessória (CRUZ, S., 2004).
25
FIG. 4 Projeto Lagoa Real. Jazida Cachoeira - anomalia 13. Seção horizontal - cota 840m. Modificado de Matos (1995). Para referência aproximada à
escala, considerar que o corpo 2 apresenta comprimento de 130m.
Corpo 1
Corpo 2
Corpo 3 (Lapa)
Corpo 3 (Capa)
26
a) Granitóides São Timóteo
Constituem um conjunto de rochas hololeucocráticas a leucocráticas, com coloração
que varia entre cinza-rósea e cinza-azulada (CRUZ, S., 2004). Apresentam composição que
varia entre sienítica, álcali feldspato sienítica, quartzo-álcali feldspato sienítica, álcali-
feldspato granítica e sienogranítica (CRUZ, S., 2004). Biotita e Anfibólio são os minerais
varietais (e juntos não ultrapassam 20% do volume total da rocha), sendo que pode ocorrer
ortopiroxênio e granada (CRUZ, S., 2004).
Os Granitóides São Timóteo (sensu strictu) apresentam fácies porfirítica e cumulática
e, texturas granofírica e piterlítica são freqüentemente encontradas (CRUZ, S., 2004). Nas
duas fácies, as rochas exibem textura fanerítica grossa, muito grossa a pegmatoidal (CRUZ,
S., 2004).
b) Granitóides Jurema
Constituem um conjunto de rochas hololeucocráticas a leucocráticas, com coloração
que varia entre creme-acinzentado
e cinza-azulado (CRUZ, S., 2004). Tem composição
semelhante à do granitóide São Timóteo, com variações entre sienito, álcali-feldspato sienito,
quartzo-álcali feldspato sienito, álcali-feldspato granito e sienogranito; apresentam fácies
porfirítica e fanerítica média e, a transição entre estes granitóides e o granitóide São Timóteo
é gradacional. (CRUZ, S., 2004). A biotita predomina em relação ao anfibólio (juntos
chegam a compor 18% da rocha) (CRUZ, S., 2004).
c) Granitos Jussiape
Correspondem ao granito Jussiape descrito por Lopes (1991, apud CRUZ, S., 2004),
que está localizado no extremo leste da porção setentrional do núcleo do Anticlinal de Abaíra-
Jussiape e dividem-se em duas fácies: fanerítica média e porfirítica média (CRUZ, S., 2004).
São rochas hololeucocráticas a leucocráticas, de coloração rósea e há predominância
da composição monzogranítica à biotita e magnetita sendo que estes minerais, juntos,
raramente ultrapassam os 10% (em muitos casos, a biotita é praticamente inexistente) (CRUZ,
S., 2004).
27
Granitóides Foliados e Gnaisses
Os granitóides do Complexo Lagoa Real sofreram variados graus de deformação,
dando origem a gnaisses, albititos, oligoclasitos e microclinitos (CRUZ, S., 2004).
Os gnaisses são o constituinte de maior volume do Complexo Lagoa Real e, em
concordância com suas características principais, foram agrupados em quatro fáceis
(nomeadas de acordo com a localidade mais próxima de sua ocorrência) que representam o
registro de diferentes estágios de deformação – granitóides foliados Pilões e Limeira,
gnaisses Cercado, Lagoa Grande e Caetité (CRUZ, S., 2004).
Nos gnaisses, os minerais
varietais normalmente encontrado são a biotita, o anfibólio e o piroxênio (CRUZ, S., 2004).
a) Granitóides Foliados Pilões
Possuem coloração creme-alaranjada a cinza azulada e compreendem um conjunto de
granitóides foliados, cujo protólito é o Granitóide São Timóteo sensu strictu (CRUZ, S.,
2004).
Sua composição é semelhante à dos granitóides São Timóteo, variando entre sienítica,
álcali-feldspato sienítica, quartzo-álcali feldspato sienítica, álcali-feldspato granítica e
sienogranítica, com predominância sienogranítica (CRUZ, S., 2004). Dentre os minerais
varietais o mais comuns é a biotita e, subordinadamente, o anfibólio, sendo que estes minerais
juntos raramente ultrapassam 20% na composição modal da rocha (CRUZ, S., 2004).
Estas rochas exibem textura fanerítica grossa, muito grossa a pegmatoidal, com
fenocristais relícticos do protólito ígneo imersos em matriz fanerítica média (CRUZ, S.,
2004).
b) Granitóides Foliados Limeira
Apresentam coloração rósea a cinza-rosada e textura fanerítica média. Compreendem
protomilonitos gerados a partir da deformação sin-metamórfica do Granito Jussiape.
Apresentam a mesma composição mineralógica do seu protólito, ou seja, sieno-granítica a
monzogranítica (CRUZ, S., 2004).
c) Gnaisses Cercado
Exibem coloração creme-rosada a cinza-rosada (CRUZ, S., 2004). Representam as
fáceis de deformação cataclástica do granitóide São Timóteo (sensu-strictu) (CRUZ, S.,
28
2004). Há predominância da composição sienogranítica e a biotita e o anfibólio, somados, não
ultrapassam os 12 % (CRUZ, S., 2004).
As feições do protólito foram substituídas de maneira ampla pela trama metamórfica-
deformacional (CRUZ, S., 2004). O fator de diferenciação deste gnaisse em relação aos
demais é a presença de textura cataclástica envolvendo os feldspatos (CRUZ, S., 2004).
d) Gnaisses Lagoa Grande
Constituem augen-gnaisses de coloração creme-alaranjada, creme-amarelada, cinza-
rosada e cinza-castanha (CRUZ, S., 2004). Correspondem a um conjunto de rochas
miloníticas originadas do Granitóide São Timóteo (sensu strictu) havendo predominância da
composição sienogranítica (CRUZ, S., 2004).
Os cristais de biotita, magnetita, anfibólio, piroxênio e granada, juntos, raramente
ultrapassam os 20 % (CRUZ, S., 2004). As feições do protólito ígneo foram obliteradas, de
maneira total, pela trama deformacional (CRUZ, S., 2004).
Podem ser diferenciados do granitóide foliado Pilões pela presença do bandamento
metamórfico, de ribbons policristalinos de quartzo e pela presença de dobras isoclinais
envolvendo essas estruturas planares (CRUZ, S., 2004).
d) Gnaisses Caetité
Apresentam coloração que varia entre o cinza-esverdeado e o creme-acinzentado e a
composição predominante é sienogranítica (CRUZ, S., 2004). As feições do protólito ígneo
foram totalmente obliteradas (CRUZ, S., 2004). Cristais de biotita, piroxênio, granada e
anfibólio, somados, raramente superam os 20 % (CRUZ, S., 2004).
Constituem milonitos e ultramilonitos gerados a partir da deformação progressiva
dos granitóides São Timóteo (sensu strictu) e dos gnaisses Lagoa Grande (CRUZ, S., 2004).
Sua principal diferença em relação aos gnaisses Lagoa Grande é a presença de um
bandamento metamórfico muito bem desenvolvido, contínuo ao longo de sua extensão e
disposto paralelamente à foliação principal (CRUZ, S., 2004).
Albititos
Os albititos foram definidos como rochas constituídas por albita em porcentagem
maior ou igual a 70 % (GEISEL SOBRINHO et al., 1980). Entretanto, esta definição não é
29
adotada por todos os autores, podendo-se encontrar para a definição de albitito, em Lagoa
Real, o conceito de rocha com albita > 50% (LOBATO & FYFE, 1990).
Cruz (2004) adotou a classificação de albititos para rochas com porcentagem de
albita superior a 70 %. Esta autora dividiu os albititos em mineralizados (albititos I) e não
mineralizados (albititos II) e os nomeou, de acordo com a abundância de minerais varietais,
como: anfibólio albitito, piroxênio albitito, magnetita-hematita albitito, biotita albitito,
granada albitito e variações entre esses termos.
As rochas albitíticas formam corpos lenticulares, fusiformes, descontínuos, de
larguras e comprimentos que variam de milímetros a centenas de metros (FIG. 5) (CRUZ, S.,
2004). Ainda segundo Cruz, S., (2004), os albititos apresentam coloração cinza-esbranquiçada
e aspecto sacaroidal e são os principais hospedeiros da mineralização uranífera. As rochas
albitíticas têm como minerais acessórios mais comuns microclina, quartzo, biotita, granada,
anfibólio, magnetita, hematita, titanita, epidoto e calcita (CRUZ, S., 2004). As texturas
freqüentemente observadas nas rochas albitíticas são fanerítica fina a grossa, inequigranular,
porfioroclástica, granoblástica poligonal, nematoblásticas, marcada pela orientação do
anfibólio e do piroxênio, e lepidoblásticas, marcada pela orientação da biotita (CRUZ, S.,
2004). O contato dos albititos com suas encaixantes é predominantemente brusco (CRUZ, S.,
2004).
FIG. 5 Projeto Lagoa Real. Perfil Geológico - LB - 80 Nw- Jazida Cachoeira - Anomalia 13.
Imagem apenas para demonstração da maneira de ocorrência dos albititos em profundidade.
Imagem sem escala. Modificado de Matos (1995).
CORPO 3 (LAPA)
CORPO 3 (CAPA)
SOLO
SOLO
ALBT
ALBT
ALBT
ALBT
ALBT
GNSM
GNSM
ALBT
GNSM
ALBT Albitito
GNSM Microclina Plagioclásio
Albitito Mineralizado
Contato inferido em parte
gradacional
Furo de sondagem
Contato em parte gradacional
LEGENDA
30
Nos albititos mineralizados foi descrita mineralização de urânio em vários minerais
(GEISEL SOBRINHO et al., 1980; MARUÉJOL et al., 1987; LOBATO & FYFE, 1990,
CRUZ, S., 2004), incluindo andradita, piroxênio, albita, hornblenda, biotita, calcita e
hematita, sendo que a granada e o piroxênio parecem ser os principais minerais associados à
uraninita (FUZIKAWA et al., 1988).
Sequência Paragenética
Em Maruéjol (1989) pode ser encontrada uma representação esquemática da
paragênese mineral dos albititos desenvolvida ao curso do metassomatismo sódico e cálcio
dos granitos e gnaisses do complexo de Lagoa Real (FIG. 6).
GRANITO-GNAISSE
ALBITITOS
TIPO 1
TIPO 2
Oligoclásio-Albita
Albita
Albita
Fe-Hornblenda
Fe-Biotita
+Hematita
Euxenita-Samarskita
QUARTZO
K
- FELDSPATO
PLAGIOCLÁSIO
ANFIBÓLIO
BIOTITA
C. PIROXÊNIO
GRANADA
ALANITA
TITANITA
URANINITA
MAGNETITA
EPIDOTO
ZIRCÃO
ÓXIDOS
Nb-Ti-REE
FIG. 6 Paragênese mineral desenvolvida ao curso do metassomatismo sódico-cálcio dos
granitos e gnaisses do complexo de Lagoa Real.
Albitito tipo 1
: albitito com quartzo;
Albitito
tipo 2:
albitito sem quartzo
; C. Piroxênio:
clinopiroxênio. Adaptado de Maruéjol (1989).
31
5.2.3 Albitização e mineralização em Lagoa Real
Vários modelos foram propostos para explicar aspectos tais como a albitização e a
mineralização em Lagoa Real (FYFE 1979 apud BRITO et al., 1984; STEIN et al., 1980;
GEISEL SOBRINHO, 1981; MARUÉJOL, 1989; LOBATO & FYFE, 1990; CRUZ, S.,
2004) o que reflete a complexidade do tema e a dificuldade em se encontrar uma resposta
definitiva para a albitização e a mineralização uranífera. Esses diversos modelos têm pontos
em comum e divergências, alguns dos quais serão analisados neste texto.
O metassomatismo com papel importante na gênese da província uranífera de Lagoa
Real, é mencionado por todos os autores citados no parágrafo anterior. São descritos, no
mínimo, metassomatismo cálcico e metassomatismo sódico (MARUÉJOL, 1989; CRUZ, S.,
2004).
Em relação ao piroxênio, que é o objeto de estudo do presente trabalho, podemos
citar algumas reações metamórficas mencionadas por Lobato & Fyfe (1990), como a
recristalização e desidratação-oxidação da hastingsita produzindo hedenbergita, e a oxidação
e o enriquecimento da hedenbergita em Na levando à formação de aegirina-augita:
Hedenbergita-Fe salita + O
2
+ Na
+
= aegirina-augita.
Uma oxidação adicional do piroxênio levaria a formação da andradita:
9(Na, Ca) (Fe
+3
, Fe+
2
, Mg) Si
2
O
6
+ 2O
2
= 3Ca
3
Fe
+3
Si
3
O
12
+ Fe
3
O
4
+ 9SiO
2
+ Mg
+2
+ Na
+
.
Lobato & Fyfe (1990) também mencionam a alteração incipiente a moderada do
piroxênio para anfibólio. Maruéjol (1989) e Cruz (2004) também discutem as reações
envolvendo os piroxênios de Lagoa Real.
A origem do fluido albitizante e mineralizante é tema controverso. Para Fyfe (1979,
apud BRITO et al., 1984) os fluidos teriam origem a partir de sedimentos do Espinhaço.
Entretanto de acordo com Fuzikawa et al. (1988) fluidos estudados em amostras do
Supergrupo Espinhaço e do complexo de Lagoa Real são diferentes e, a baixa salinidade ou a
composição de água pura encontrada nas inclusões de amostras do Espinhaço não seriam
adequadas para promover a albitização e mineralização. Para Maruéjol (1989) os minerais
32
acessórios dos granitos, metamícticos na época da albitização seriam a fonte do urânio em
Lagoa Real.
Um outro tópico interessante de discussão é em relação à importância do
cavalgamento de rochas da região de Lagoa Real sobre os metassedimentos do Espinhaço
Para Fyfe (1979, apud BRITO et al. 1984), e Lobato & Fyfe (1990)
esse processo representou
papel determinante para a albitização e mineralização de Lagoa Real, tendo esse evento
proporcionado a circulação de fluidos que gerou a albitização e mineralização. Para Maruéjol
(1989) tal processo não teria sido importante para a ocorrência da mineralização e albitização.
Esta última autora menciona a presença de uma hipotética fonte de calor para a circulação dos
fluidos.
33
6 PETROGRAFIA DAS AMOSTRAS E ESTUDOS POR
MICROSSONDA ELETRÔNICA
6.1 Petrografia das amostras
A descrição que se segue é baseada no estudo de lâminas petrográficas de quatro
amostras: 03jun25-13; 03jun26-01; 03jun25-15, 03jun25-06 obtidas de testemunhos de furos
de sondagem como o mostrado na FIG. 7. As amostras apresentaram grande variabilidade
em suas características. O texto a seguir constitui uma síntese das feições petrográficas
observadas, não necessariamente em todas as amostras.
FIG. 7 Aparência de amostra (albitito) de testemunho de furo de sondagem, utilizado para
confecção de lâminas neste trabalho. Amostra 03jun25-15.
As amostras 03jun25-06, 03jun25-13 e 03jun25-15 são provenientes do testemunho
de sondagem do furo “F163”, em profundidades respectivas de ~66,00 m; ~92,95 m;
~100,00 m. A amostra 03jun26-01 é proveniente do testemunho de sondagem do furo “F109”
a uma profundidade de ~ 45,59 m.
Classificar as amostras estudadas neste trabalho como albititos é questão
problemática pois, não há uma definição unânime para este termo em Lagoa Real (veja, por
exemplo, definições diferentes em GEISEL SOBRINHO et al., 1980 e LOBATO & FYFE,
1990). Dificulta também a classificação das amostras estudadas, o fato de as lâminas
petrográficas representarem apenas parte da rocha original, que poderia, por exemplo, exibir
34
áreas com maior concentração de máficos, o que localmente levaria a redução da proporção
de albita observada.
Os testemunhos dos furos de sondagem, dos quais se originaram as amostras
estudadas neste trabalho, foram descritos por Evando Carele Matos (amostras 03jun25-06,
03jun25-13, 03jun25-15) e Carlos A. de Carvalho Filho (amostra 03jun26-01). De acordo
com a descrição dos testemunhos, as amostras 03jun2601, 03jun25-15 e 03jun25-06 são
amostras de albititos. A parte do testemunho de sondagem de onde retiramos a amostra
03jun25-13, é descrita como microclina gnaisse, entretanto, a petrografia feita neste estudo,
nesta mesma amostra, contradiz esta informação. Na petrografia foi encontrada pouca
microclina nessa amostra, e uma grande quantidade de plagioclásio. Neste último caso existe
a probabilidade de haver sido coletado um fragmento próximo à transição gnaisse-albitito,
pois o ponto de onde foi coletada a mostra estava próximo a transição entre estes dois tipos
litológicos, segundo a descrição do testemunho de furo de sondagem.
As amostras 03jun25-15, 03jun25-06 e 03jun26-01 são nitidamente mineralizadas
em urânio. Na amostra 03jun25-13 não foi identificada mineralização uranífera de maneira
inequívoca.
Nas amostras estudadas a textura é em geral granoblástica poligonizada podendo
ocorrer textura granolepidoblástica. Pode-se observar, em alguns casos, foliação marcada por
cristais orientados de mica.
É possível perceber a presença de faixas, de espessura variável, às vezes alternadas,
onde predominam:
a)
plagioclásios + piroxênio,
b)
anfibólio + piroxênio
c)
plagioclásios.
6.1.1 Mineralogia
O plagioclásio é o mineral que aparece em maior proporção, sem no entanto,
alcançar 70% da amostra. Os cristais de plagioclásio (FIGs. 8 e 11) são, em geral, anédricos a
euédricos, inequigranulares com contatos retos a irregulares entre si, freqüentemente exibindo
pontos triplos, indicando intenso processo de recristalização. Podem apresentar maclas
segundo a lei da albita, que em alguns casos podem estar deformadas. Há cristais que
apresentam extinção ondulante. Alguns cristais podem aparecer alterados em argilominerais e
carbonatos. Foram encontradas duas gerações nitidamente diferentes de plagioclásios.
Na primeira os cristais apresentam sinais evidentes de alteração metassomática ou
hidrotermal. Deve-se destacar que essas faixas de plagioclásios fortemente alterados
contornam (embora não sempre) as faixas quase monominerálicas de piroxênio.
35
A segunda geração de plagioclásio apresenta poucos sinais de alteração e os cristais
aparecem mormente limpos
Estudos de microssonda indicaram a existência de uma geração de albita precoce,
anterior ao piroxênio, que aparece sob a forma de fases sólidas micrométricas dentro deste
último mineral.
O piroxênio e a biotita são os minerais máficos predominantes, sendo que em uma
preparação a biotita parece predominar sobre o piroxênio (amostra 03jun25-15).
Em geral os cristais de piroxênio (FIGs. 10 e 11) apresentam coloração verde clara e
podem estar agregados entre si. Podem apresentar pleocroismo, variando de verde amarelado
a verde.
FIG. 8 Zona contendo plagioclásio fortemente alterado (PlgA) e plagioclásio pouco alterado
(Plg). Amostra 03jun25-06. Nicóis cruzados em figura
b
. Observar a transição brusca de uma
área para a outra. A barra equivale a ~ 1mm. Devido a efeito fotográfico, as imagens
a
e
b,
em
relação à imagem visualizada na ocular do microscópio estão, individualmente, invertidas.
Em alguns casos, diminutos cristais de um mineral opaco inclusos no piroxênio,
exibem intensos halos de alteração (FIG 10). Trata-se muito provavelmente de um mineral
uranífero. A petrografia indica que esta mineralização aparece associada quer as bordas dos
cristais de piroxênio, quer em trilhas que atravessam o cristal, aparecendo, também, em
forma de granulações isoladas dentro da massa do piroxênio.
Em algumas amostras, na massa de piroxênio foram observados anfibólios (FIG. 9).
O anfibólio pode apresentar forma irregular (com pleocroismo verde amarelado à verde
azulado), ou idiomórfica (com pleocroismo verde a verde escuro) com forma de losango.
a
b
PlgA
PlgA
Plg
Plg
36
FIG. 9 Anfibólio (Anf) incluso em massa de piroxênio (Px). Amostra 03jun25-06. A barra
óis descruzados. Imagem invertida (efeito fotográfico) em relação à
imagem visualizada na ocular do microscópio.
Em Maruéjol (1989), anfibólios com características semelhantes ao da FIG. 9 foram
descritos como formados a partir da hidratação de clinopiroxênio
A biotita aparece em palhetas, com coloração marrom avermelhada localmente
exibindo orientação preferencial. Pode apresentar diminutos cristais de mineral opaco que
produzem halos pleocróicos (provavelmente minerais uraníferos).
Os minerais acessórios estão preferencialmente associados aos minerais máficos.
Dentre estes acessórios podemos citar, zircão, opaco, apatita, titanita , epidoto e alanita.
O zircão apresenta-se em prismas e a apatita é subédrica. A alanita e titanita podem
se apresentar metamictizadas. A granada pode aparecer sob a forma de cristais irregulares,
amarelados.
Em uma preparação, observou-se aumento da presença de carbonato formando
cristais de granulação média, geralmente agregados entre si e intercalados às porções máficas
(veios). Os cristais de carbonato aparecem como neoformações dentro de cristais de
piroxênio.
Convém mencionar, ainda, a presença de microclina que, em uma preparação
(amostra 03jun26-01), foi o terceiro mineral mais comum. A microclina se apresentou ora em
cristais maiores bastante alterados em argilominerais e sericita, ora em cristais finos, límpidos,
intersticiais à matriz granoblástica poligonizada constituída de plagioclásio e raro quartzo,
sugerindo duas gerações de microclina.
Anf
Px
37
FIG. 10
a
- Piroxênio exibindo mineralização evidente (indicada pelas setas) com halo de
alteração. Amostra 03jun26-01. Nicóis descruzados. Imagem invertida (efeito fotográfico) em
relação à imagem visualizada na ocular do microscópio. A barra equivale a ~50µm.
b
– Mineralização (indicada pela seta) contornando cristais de piroxênio. Amostra
03jun26-01. Nicóis descruzados. Imagem invertida (efeito fotográfico) em relação à imagem
visualizada na ocular do microscópio. A barra equivale a ~100µm.
FIG. 11 Aspecto da petrografia das amostras, sem nicóis cruzados (
a
) e com nicóis cruzados
(
b
), mostrando piroxênio mineralizado (Px) e plagioclásio (Plg), este último exibindo maclas.
Amostra 03jun26-01. Devido a efeito fotográfico, as imagens
a
e
b,
em relação à imagem
visualizada na ocular do microscópio estão, individualmente, invertidas. A barra equivale a
~ 100µm.
a
b
Plg
Px
b
a
38
6.2 Análises por microssonda eletrônica
6.2.1 Introdução
A análise por microssonda eletrônica é uma técnica de espectrografia de raios-X
(CRUZ, M., 1995), cuja fonte original de energia é um feixe de elétrons finamente
focalizados (KLEIN, 2002). Ganhou notoriedade no meio geológico no final da década de 60,
com o advento do programa de investigação das rochas lunares (GOMES, 1980).
Constitui técnica de micro-análise porque os resultados quantitativos e qualitativos
são obtidos, de maneira não destrutiva, em pequenas quantidades de material. (em condições
ótimas o feixe eletrônico pode ser focalizado em diâmet
O volume mínimo de análise varia de 10 a 20
3
(FIG. 12) (KLEIN, 2002). A habilidade
que esta técnica tem de realizar análise quantitativa, em um volume reduzido de amostra, é a
principal razão para sua grande popularidade no estudo de minerais, rochas, cerâmicas e
outros materiais (KLEIN, 2002).
Nas análises por microssonda eletrônica um feixe eletrônico de alta energia atinge a
amostra e, pode deslocar elétrons de suas posições iniciais, que quando retornam a suas
posições originais, podem emitir raios-X característicos de cada elemento químico (CRUZ,
M., 1995). O espectro de energia obtido pode ser analisado por diferentes cristais do
espectrômetro, no caso do espectrômetro por dispersão de onda (WDS), ou pelo sistema de
energia dispersiva (EDS) (CRUZ, M., 1995).
Devido ao fato de os elétrons atingirem a amostra em alta velocidade, eles penetram
no material em uma profundidade de até 3 vezes o diâmetro do feixe de luz (FIG. 12)
(KLEIN, 2002).
FIG. 12 Representação esquemática do pequeno volume irradiado pelos elétrons que incidem
em uma amostra polida (Adaptado de Klein (2002)).
Feixe de elétrons
finamente focalizados
Raios X a serem analisados
pelo espectrômetro
Superfície polida
de análise
Volume de análise ~ 10 a 2
3
39
A análise qualitativa é relativamente simples e rápida, desde que a amostra esteja nas
condições apropriadas (por exemplo, na forma de uma sessão polida de um mineral) (KLEIN,
2002). A análise quantitativa, por sua vez, pode envolver procedimentos complexos de
correção que consideram interações entre os raios-X gerados e seu caminho através da
amostra antes da detecção pelo espectrômetro (KLEIN, 2002). Tais correções geralmente são
realizadas por computadores de alta velocidade conectados ao aparelho de microssonda
(KLEIN, 2002).
6.2.2 Análises por microssonda na Província Uranífera de Lagoa Real
Existem estudos prévios de microssonda eletrônica em amostras da Província
Uranífera de Lagoa Real, dentre eles, Maruéjol et al. (1987), Maruéjol (1989), Lobato & Fyfe
(1990) e Cruz, S., (2004). Neste trabalho demos ênfase aos piroxênios e suas inclusões que
ocorrem no material da Jazida Cachoeira.
Estudos prévios de piroxênios de albititos em Lagoa Real
Maruéjol (1987) relata que os clinopiroxênios neoformados dos albititos (albititos
tipo 2) evoluíram de salitas ricas em Mg para hedenbergita, com aumento correlacionado de
proporções de acmita. Lobato & Fyfe (1990) definiram os piroxênios dos albititos como
sendo membros da série diopsídio-hedenbergita esclarecendo que na maioria dos casos podem
ser definidos como aegirina-augita. Estes últimos autores afirmam que em albititos ricos em
cálcio o piroxênio é diopsídico.
Em Cruz S., (2004), o piroxênio dos albititos mineralizados é apresentado como
aegirina-augita.
Metodologia de Estudo
Foi utilizado o equipamento de microssonda eletrônica - – JEOL JXA-8900 RL,
WD/ED Combined Microanalyser - do Laboratório de Micro-análises da UFMG-CDTN.
A partir das amostras foram preparadas lâminas bipolidas com espessura adequada
para estudar IF. Os minerais de interesse foram mapeados previamente e fotografados para
identificação. A identificação dos piroxênios, nas lâminas para análise, foi feita,
40
principalmente, em função de sua cor. Tal limitação, imposta pela espessura da lâmina para
estudo de IF, faz com que algumas das análises que referimos como sendo de piroxênio
possam ser de um mineral de composição próxima (por exemplo, um anfibólio). Fortalece, no
entanto, a classificação dos cristais estudados como piroxênios, o fato de nas lâminas
petrográficas respectivas às amostras estudadas por microssonda, o anfibólio ser raro.
Os dados obtidos na microssonda foram analisandos utilizando o programa Minpet
(RICHARD, 1996), versão 2.02.
Resultados
O software Minpet (RICHARD, 1996) recalcula as análises dos piroxênios para que
possam ser classificadas de acordo com os guias da IMA (International Mineralogical
Association) como descrito em Morimoto et al. (1988) (MINPET..., entre 1988 e 1996).
Ao representar os dados obtidos nos cristais analisados das lâminas espessas
(03jun26-01-2 e 03jun25-15-2) das amostras mineralizadas (03jun26-01 e 03jun25-15), no
diagrama Q-J (FIG. 13) pode-se observar que as análises correspondem a Na-Ca piroxênios e
Ca-Mg-Fe piroxênios (Quad), havendo algumas análises na interface desses dois campos. Ao
representar os mesmos dados no diagrama Ca-Mg-Fe e Na piroxênios (FIG. 14) pode-se
verificar a presença de aegirina-augita. O diagrama Ca-Mg-Fe piroxênios (FIG. 15) se refere a
alguns piroxênios representados na área Quad do diagrama Q-J. Nesta figura (FIG. 15) pode-
se constatar que há análises de Ca-Mg-Fe piroxênios com composição de augita e com
composição de diopsídio havendo termos intermediários entre esses dois extremos. O
diopsídio (por exemplo, LOBATO & FYFE, 1990) e a aegirina-augita (por exemplo,
LOBATO & FYFE, 1990; CRUZ, S., 2004), já haviam sido descritos anteriormente em Lagoa
Real.
Os valores em óxidos fornecidos pelo equipamento de microssonda e que foram
utilizados para construir as FIGs. 13, 14 e 15, variaram (ver TABELA 6 no APÊNDICE A):
Na
2
O : 0,88-3,17; FeO: 6,82-18,86; CaO: 17,85-24,31; SiO2: 50,41-52,99; MnO: 0,20-0,50;
TiO2: 0,00-0,08; MgO: 8,43-14,59; Al
2
O
3
: 0,18-2,09.
Os resultados obtidos nas inclusões sólidas do piroxênio serão apresentados no item
7.
41
FIG. 13 Diagrama de classificação (Q-J) dos piroxênios estudados nas lâminas 03jun26-01-2 e
03jun25-15-2 das respectivas amostras mineralizadas.
n
= número de pontos representados.
Classificação realizada com o software Minpet (RICHARD, 1996).
Q=
Ca + Mg + Fe
2+
;
J=
2Na.
FIG. 14 Diagrama de classificação Ca-Mg-Fe e Na piroxênios dos mesmos piroxênios
(indicados pelos círculos) da FIG. 13 estudados nas lâminas 03jun26-01-2 e 03jun25-15-2 das
respectivas amostras mineralizadas.
Quad
representa a área dos Ca-Mg-Fe piroxênios.
n
=
número de pontos representados. Classificação realizada com o software Minpet (RICHARD,
1996).
Jd:
Jadeíta;
Ae
: Aegirina;
WEF:
Wollastonita, Enstatita, Ferrosilita.
n=
34
Legenda
Quad = Ca-Mg-Fe piroxênios
Ca-Na = Ca-Na piroxênios
Na = Na piroxênios
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
Quad
Ca-Na
Na
J
Q
Legenda
1- Jadeíta
2- Aegirina
3- Onfacita
4- Aegirina-Augita
5- Quad
n=
34
Jd
Ae
WEF
1
2
3
4
5
42
FIG. 15 Classificação (Ca-Mg-Fe clinopiroxênios) de piroxênios selecionados (indicados pelos
círculos) estudados nas lâminas 03jun2601-2 e 03jun2515-2 das respectivas amostras
mineralizadas.
n-
número de pontos representados.
Wo-
Wollastonita;
En-
Enstatita;
Fs-
Ferrosilita. Classificação realizada com o software Minpet (RICHARD, 1996).
Legenda
1- Diopsídio
2- Hedenbergita
3- Augita
4- Pigeonita
5- Clinoenstatita
6- Clinoferrosilita
n
= 10
En
Fs
Wo
1
2
3
4
5
6
43
7 ESTUDO DAS INCLUSÕES FLUIDAS
7.1 Introdução
Inclusões fluidas (IF) podem ser definidas como porções de fluidos inclusas nos
minerais (FUZIKAWA, 1985). Seu estudo é importante porque permite, via de regra,
compreender melhor o mineral hospedeiro (FUZIKAWA, 1985).
Os dez minerais nos quais há descrição mais freqüente de IF, são, segundo Shepherd
et al. (1985): quartzo, fluorita, halita, calcita, apatita, dolomita, esfalerita, barita, topázio,
cassiterita. Esses minerais tem em comum o fato de serem transparentes e levemente
coloridos, o que é pré-requisito fundamental para realizar estudos ópticos (SHEPHERD et al.
1985). O estudo de inclusões fluidas em minerais opacos em luz visível é possível quando se
utiliza a luz infravermelha (veja por exemplo, CAMPBELL et al., 1984; CAMPBELL &
ROBINSON-COOK, 1987; RIOS et al., 2000; ROSIÈRE & RIOS, 2004).
Sorby (1858, apud FUZIKAWA, 1985) publicou um importante artigo com
numerosas observações e interpretações sobre inclusões fluidas. Este autor propôs a teoria de
que as bolhas presentes nos fluidos da maioria das inclusões seriam resultado da contração
diferencial do líquido e do mineral hospedeiro, durante o resfriamento, a partir de uma
temperatura mais elevada de aprisionamento. Sorby (1858, apud FUZIKAWA, 1985) supôs
que se o processo pudesse ser revertido aquecendo-se a inclusão, poder-se-ia chegar à
temperatura de formação da inclusão, no momento da homogeneização do fluido.
No estudo de IF considera-se que a composição e a densidade do fluido de uma
inclusão não tenham mudado desde a sua formação e, que se ocorreram alterações, elas são
observáveis na amostra (FUZIKAWA, 1985).
As IF podem apresentar número variável de fases, e são denominadas monofásicas,
quando à temperatura ambiente (~ 25 º C), apresentam somente uma fase líquida ou gasosa;
bifásicas quando contêm duas fases (por exemplo, uma fase líquida e uma gasosa); trifásicas
quando apresentam uma combinação de três fases (por exemplo, uma líquida, uma sólida e
uma gasosa) e polifásicas ou multifásicas quando são constituídas por número de fases igual
ou maior que quatro (FUZIKAWA, 1985).
44
Inclusões fluidas podem ser também classificadas quanto à origem em primárias,
secundárias e pseudo-secundárias (ROEDDER, 1984). Segundo este autor, inclusões
primárias são as formadas durante o crescimento do cristal pelo selamento de irregularidades
neste crescimento; pseudo-secundárias são as IF resultantes da cicatrização de fraturas durante
o crescimento do cristal; IF secundárias são as resultantes da cicatrização de fraturas após a
formação do cristal. É importante, no entanto, alertar o leitor que este tipo de classificação,
embora seja de vital importância para a interpretação dos dados oriundos de estudos de IF, é
muitas vezes difícil ou até mesmo impossível (ROEDDER, 1984).
É interessante dizer que inclusões primárias e pseudo-secundárias devem refletir os
fluidos presentes durante o crescimento do cristal, enquanto que as.inclusões secundárias
representam fluidos posteriores, possivelmente não relacionados aos responsáveis pelo
crescimento primário (SHEPHERD et al. 1985).
Segundo Roedder (1984), independentemente da origem e história das IF, elas
representam verdadeiras amostras dos fluidos existentes em algum tempo da história
geológica da rocha. Como tal, fornecem importantes pistas no entendimento do “modus
operandi” geológico - temperatura, pressão, densidade e composição dos fluidos que
formaram ou percolaram a rocha (ROEDDER, 1984).
7.2 Métodos de estudo das IF
Vários métodos são usados para estudar IF (SAMSON et al., 2003), podendo ser eles
destrutivos ou não destrutivos (ROEDDER, 1984). Serão abordados neste texto os métodos,
microscopia petrográfica das inclusões (não destrutivo – ROEDDER, 1984) e análise de IF
por luz síncrotron (geralmente não destrutiva – VANKO & MAVROGENES, 1998) por
serem os dois métodos utilizados nos trabalhos aqui apresentados.
Segundo Fuzikawa (1985), através da microscopia petrográfica várias características
das IF podem ser estudadas, como por exemplo, sua morfologia, número e característica das
fases existentes, modo de ocorrência no mineral e classificação genética das mesmas
(primárias, secundárias ou pseudo-secundárias).
Vários problemas geológicos podem ser resolvidos estudando IF sem a utilização de
dados químicos ou da microtermometria (SAMSON et al., 2003). Pode-se citar a pesquisa da
existência de migração de hidrocarbonetos em uma unidade litológica, na qual, a simples
45
constatação da presença ou ausência de inclusões de petróleo, pode solucionar a questão
(SAMSON et al., 2003).
A análise de IF com luz síncrotron é geralmente uma técnica não destrutiva e, para
uma inclusão individual, fornece dados sobre o sistema químico presente. (VANKO &
MAVROGENES, 1998). Uma discussão mais aprofundada desta técnica será dada ainda neste
texto.
7.3 Inclusões Fundidas
Inclusões Fundidas podem ser definidas como corpos de “melt”, vidro ou cristais que
se tornam inclusos inicialmente em estado de “melt” em um cristal hospedeiro (SAMSON et
al., 2003). Inclusões Fundidas tornam possíveis abordagens para o estudo da evolução
magmática, sendo, entretanto, importante considerar que a fidelidade e durabilidade destas
inclusões é ainda incerta (SAMSON et al., 2003).
A maioria das inclusões fundidas silicáticas são primárias pois são aprisionadas
durante o crescimento do mineral hospedeiro, entretanto, ocasionalmente, inclusões fundidas
secundárias formando trilhas dentro de cristais individuais podem ser observadas
(FREZZOTTI, 2001).
Em rochas vulcânicas, as inclusões fundidas silicáticas consistem de vidro ± uma ou
mais bolhas gasosas ± minerais de saturação (FREZZOTTI, 2001).
Estudos petrográficos são fundamentais para a caracterização das inclusões fundidas
silicáticas (FREZZOTTI, 2001). Outros métodos são também importantes como a
microssonda eletrônica e os estudos em platinas de aquecimento (UNITED STATES
GEOLOGICAL SURVEY, 2005).
7.4 Estudo de IF em depósitos minerais
A solução de vários problemas relacionados à gênese de depósitos minerais requer o
conhecimento dos parâmetros físico-químicos que caracterizam suas condições de formação
(TUGARINOV & NAUMOV, 1969). O estudo de IF pode ser útil no estudo da gênese do
depósito mineral (ROEDDER, 1984). Entretanto, este último autor, alerta para o fato que os
fluidos que deram origem ao depósito mineral podem ter mudado drasticamente antes de seu
aprisionamento, como resultado de processos ocorridos dentro dos próprios depósitos.
46
Em depósitos uraníferos, IF observadas em amostras de áreas mineralizadas e de suas
vizinhanças fornecem dados valiosos para ajudar na avaliação de sua gênese (POTY &
PAGEL., 1988). Constituem a única evidência direta dos fluidos que lixiviaram o urânio nas
rochas fonte, e em seguida o transportaram e o depositaram em estruturas ou ambientes
adequados (POTY & PAGEL, 1988).
Dificuldades no estudo de IF em depósitos de urânio existem. Poty & Pagel (1988)
mencionam que em depósitos de urânio a ganga em geral não é adequada para a
microtermometria.
É interessante mencionar, também, que o estudo de IF em rochas metamórficas, pode
apresentar dificuldades (ROEDDER, 1984). A presença de inclusões muito pequenas e a
dificuldade em determinar a origem da inclusão são alguns fatores problemáticos
(ROEDDER, 1984).
7.4.1 Estudo de Inclusões fluidas na Jazida Cachoeira
Estudos de IF em diferentes minerais da Jazida Cachoeira já foram realizados (por
exemplo, ALVES & FUZIKAWA, 1984; FUZIKAWA & ALVES, 1988).
Os fluidos estudados por Alves & Fuzikawa (1984) no quartzo das encaixantes, na
albita do albitito estéril, no piroxênio e na albita dos albititos mineralizados e nas calcitas da
fase pós-mineralização, sempre apresentaram salinidade elevada (aproximadamente 18 % em
equivalente em peso de NaCl). Indícios da presença de CO
2
e CH
4
nas IF foram encontrados
nos quartzos das encaixantes, na albita e piroxênio dos albititos mineralizados e na calcita da
fase pós mineralização estudada por estes autores.
Alves & Fuzikawa (1984) mencionam que a composição dos fluidos, por eles
estudados na Jazida Cachoeira, é semelhante ao de outras jazidas uraníferas como as de
Nabarlek na Austrália e Rabbit Lake no Canadá..
Estudos anteriores de IF em piroxênios de albititos mineralizados da Jazida Cachoeira
O estudo de IF em piroxênios de albititos mineralizados de Lagoa Real é complexo.
Isto se deve ao tamanho reduzido de algumas IF, a dificuldade na visibilidade das IF
ocasionada pela cor no mineral (ALVES & FUZIKAWA, 1984) e, ao fato de o piroxênio
47
apresentar escurecimento significativo com o resfriamento durante a criometria (ALVES &
FUZIKAWA, 1984; FUZIKAWA & ALVES, 1988).
Alves & Fuzikawa (1984) e Fuzikawa & Alves (1988) encontraram inclusões
secundárias (monofásicas e bifásicas) em piroxênio (aegirina-augita) de albititos
mineralizados de Lagoa Real.
Fuzikawa & Alves (1988) observaram inclusões primárias aquosas, bifásicas
(H
2
O líquido + vapor) com raras monofásicas (H
2
O líquido) em piroxênio (aegirina-augita) de
albitito mineralizado da Jazida Cachoeira. Em algumas inclusões encontraram pequena fase
sólida amorfa. As inclusões distribuíam-se individualmente pelo cristal e apresentavam
formas semi-retangulares geralmente subparalelas entre si. Para estas IF encontraram
temperatura de fusão do gelo em torno de – 4
o
C (7% em equivalente de peso de NaCl) e
temperatura de homogeneização variando de +200
o
C a + 300
o
C.
Alves & Fuzikawa (1984) estudaram IF bifásicas (líquido + vapor ou gás) com formas
equidimensionais ou irregulares que se apresentavam bem individualizadas, em piroxênio
(aegirina-augita) de albitito mineralizado da Jazida Cachoeira. Na criometria das IF obtiveram
temperaturas de acomodação final da bolha e aumento da mesma dispersas em ampla faixa
(- 5,5
o
C a – 15,5 º C). Interpretaram esta dispersão de valores como sendo devida a mistura
em diferentes proporções de CO
2
e CH
4
além de outros gases. Em uma outra amostra
contendo este mesmo tipo de IF, não observaram congelamento, mesmo abaixo de -130 ºC, o
que para estes autores sinalizava elevada salinidade.
No teste de aquecimento em IF (provavelmente primárias) em piroxênio (aegirina-
augita) de albitito mineralizado da Jazida Cachoeira, Alves & Fuzikawa (1984) encontraram
temperaturas de homogeneização de 220 ºC a 310 ºC com concentração no intervalo de 260 º
C a 280 º C. Estes autores sugeriram, para explicar esta dispersão nos valores, que a
recristalização do mineral após o aprisionamento das IF teria levado a alteração do conteúdo
dos fluidos.
De todo o exposto, verificamos que as IF estudadas nos piroxênios de albititos
mineralizados de Lagoa Real, apresentaram, de modo geral, salinidade significativa e
temperaturas de homogeneização entre 200 e 310
o
C.
48
7.5 Resultados da Petrografia das Inclusões nos piroxênios
O texto a seguir é resultado de mapeamento e caracterização de inclusões fluidas e
inclusões sólidas em piroxênio de duas lâminas (espessas) bipolidas (03jun26-01-2 e
03jun25-15-2) de amostras mineralizadas em urânio (03jun26-01 e 03jun25-15,
respectivamente) da Jazida Cachoeira. Foi mapeado um número superior a 50 campos sendo
que cada um podia conter número muito variável de inclusões. Procurou-se classificar as
inclusões no que tange ao número de fases presentes, forma da inclusão, tamanho e origem.
Antes de citar a descrição, algumas observações são importantes.
Em relação à origem é importante dizer que foram classificadas como IF de origem
indeterminada aquelas que não satisfizeram prontamente critérios para origem primária
encontrados em Roedder (1984).
Não foi medido o tamanho de todas as inclusões encontradas de um determinado
tipo, de maneira que os valores aqui relatados representam apenas exemplo dos verificados.
A descrição que se segue não compreende a totalidade das inclusões presentes nas
amostras, pois algumas podem ter passado despercebidas durante o mapeamento, outras eram
de difícil identificação e ainda outras podem ter apresentado tamanho muito pequeno para
poderem ser estudadas.
As inferências relativas às fases presentes na inclusão foram feitas basicamente por
suas formas, sendo que não necessariamente fazem referência a um estado físico (uma bolha
pode ser de líquido ao invés de ser formada por gás).
A determinação do mineral hospedeiro das inclusões em lâmina espessa (para
inclusões fluidas) foi difícil, podendo ter sido, em alguns casos, enganosa. Na maioria dos
casos, as inclusões, em função da limitação imposta pela espessura da lâmina para estudo de
IF, tiveram seu mineral hospedeiro identificado principalmente pela cor do mesmo. Fortalece
a classificação dos cristais estudados como piroxênio, o fato de alguns destes terem sido
submetidos à análise por microssonda eletrônica, resultando em composição compatível com
piroxênio. Além disso, as amostras da qual se originaram as lâminas de IF aqui descritas,
quando analisadas em lâmina delgada, continham pouco anfibólio, mineral esse que poderia
ser confundido com o piroxênio em função da coloração parecida.
Na maioria das inclusões fluidas estudadas não foi possível inferir a proporção entre
as fases presentes, seja em função da irregularidade na forma das inclusões, que ocasionaria
erro considerável (ROEDDER, 1984), seja da visibilidade inadequada. O fato das IF se
49
tratarem, freqüentemente, de inclusões trifásicas com fases sólidas de tamanho e forma
irregular, contribuiu, também, para que não fosse possível uma estimativa da proporção entre
as fases de maneira adequada.
A má visibilidade foi um fator que dificultou freqüentemente a classificação e
identificação das inclusões. Dificuldade na visibilidade de IF em piroxênios já haviam sido
descritas anteriormente (por exemplo, FERNANDEZ et al., 2001; ALVES & FUZIKAWA,
1984).
Inclusões primárias
Estas inclusões aparecem em quantidade significativa.
O critério utilizado para classificar as IF como primárias foi, em geral, a presença de
inclusões alinhadas e paralelas entre si (FIG. 18). Os limites dos cristais hospedeiros não são
nítidos, o que tornou imprecisa a avaliação de se um grupo de inclusões ultrapassava ou não
estes limites. Tal limitação, imposta pelas características da amostra, adiciona incerteza na
classificação destas IF quanto à sua origem. Em alguns casos, foi possível verificar que as
inclusões ocorriam paralelas entre si e em mais de um plano (FIG. 18). A inclusão foi
considerada primária ainda que a inclusão situada em paralelo a mesma, não tenha sido
classificada (por má visibilidade, por exemplo). O aspecto alinhado que as inclusões
apresentaram dentro do mineral hospedeiro foi considerado como orientação ao longo do eixo
de crescimento do piroxênio.
As inclusões primárias possuem formas irregulares. Foram observadas inclusões
com bolha + fase (sugestiva de líquido) + fase sólida (há fases sólidas amorfas, em alguns
casos arredondadas). Algumas fases sólidas apresentavam birrefringência (FIG. 17).
Foi identificado também inclusão do tipo bifásica (FIG. 16) em número muito
reduzido, apresentando bolha + fase sugestiva de líquido. Este tipo de inclusão podia ser
encontrado em um campo que continha, também, IF primárias trifásicas.
O tamanho medido das IF primárias foi muito variável, podendo ocorrer inclusões
grandes: ~ 36 x 8,2 µm e pequenas com apenas ~ 10 x 4 µm .
50
FIG. 16 Inclusão fluida primária bifásica em piroxênio. Amostra 03jun2601-2. A barra
equivale a ~ 20
áfico) em relação à imagem visualizada na
ocular do microscópio.
FIG. 17 Inclusão fluida primária trifásica apresentando fase sólida birrefringente (apontada
pela seta) quando são cruzados os nicóis (b). Amostra 03jun2515-2. A barra equivale a
~ 20 µm. Devido a efeito fotográfico, as imagens
a
e
b,
em relação à imagem visualizada na
ocular do microscópio estão, individualmente, invertidas.
FIG. 18 IF trifásicas primárias em piroxênio paralelas e ocorrendo em planos diferentes (
a
e
b
).
Amostra 03jun2601-
B=
bolha,
L?=
líquido ?,
S=
fase sólida.
Devido a efeito fotográfico, as imagens
a
e
b,
em relação à imagem visualizada na ocular do
microscópio estão, individualmente, invertidas.
a
b
b
Inclusão da
foto “a” em
outro plano
B
L ?
S
a
51
Inclusões de origem indeterminada
As inclusões de origem indeterminada (FIG. 19) aparecem em cristais próximos a
hospedeiros de inclusões classificadas como primárias, e, também, em um mesmo campo,
junto com inclusões classificadas como primárias.
Foram observadas formas variadas. Observou-se inclusões com bolha + fase
sugestiva de líquido + fase sólida (que podia ser amorfa).
Foi encontrado número muito reduzido de inclusão fluida do tipo bifásica, com bolha
+ fase sugestiva de líquido e forma de bastão.
As IF de origem indeterminada possuem tamanhos variados. Cita-se: ~38 x 11,8 µm;
~ 8,4 x 3,8 µm.
FIG. 19 Inclusão fluida de origem indeterminada, trifásica em piroxênio. Amostra 03jun2601-
2. A barra equivale a ~20 µm.
B
= bolha;
S
= fase sólida amorfa;
L
= fase líquida. Imagem
invertida (efeito fotográfico) em relação à imagem visualizada na ocular do microscópio.
Inclusões sólidas
Aparecem também em quantidade significativa e formas variadas. A identificação do
número de fases internas foi difícil. Embora a diferenciação entre inclusões aquosas e vítreas
seja problemática (ROEDDER, 1984), estas inclusões foram consideraras sólidas, e referidas
B
S
L
52
como tal neste texto. A classificação destas inclusões como sólidas derivou da ausência de
bolhas, e do fato de algumas dessas inclusões se localizarem na superfície da amostra (sendo
visualizadas por microscopia de luz refletida) e permitirem sua análise por microssonda
eletrônica.
Os tamanhos destas inclusões sólidas são muito variáveis, podendo ocorrer inclusões
grandes: ~ 94 x 55,8 µm e pequenas: ~ 8,4 x 4,2 µm.
Foram encontradas inclusões monofásicas, apresentando formas e tamanhos variados.
Estas inclusões podem aparecer em planos diferentes em um mesmo campo.
Foram encontradas, também, inclusões bifásicas (FIG. 20) ou multifásicas que
apresentaram formas e tamanhos variados. Há inclusões com fases mais claras e outras mais
escuras sendo as fases de forma irregular. Tais inclusões também podem aparecer em
diferentes planos em um mesmo campo .
FIG. 20
a-
Inclusões sólidas em piroxênio.
Amostra 03jun2601-
Imagem invertida (efeito fotográfico) em relação à imagem visualizada na ocular do
microscópio.
b-
Inclusões sólidas de albita em piroxênio. Amostra 03jun2515-2. A barra
áfico) em relação à imagem visualizada na
ocular do microscópio.
Discussão dos dados obtidos na petrografia das IF
Algumas das IF classificadas como primárias encontradas nos piroxênios são
semelhantes à algumas IF primárias encontradas por Fuzikawa & Alves (1988) em piroxênios
desta mesma jazida. Foi constatada, no entanto pelo menos uma diferença entre as IF
a
b
53
estudadas por aqueles autores e as aqui estudadas. Fuzikawa & Alves (1988) não relatam
fases sólidas birrefringentes em inclusões primárias em piroxênios.
As fases sólidas birrefringentes dentro das inclusões poderiam apresentar a
composição de carbonato. Uma hipótese é de que estas representem carbonatos aprisionados
ocasionalmente. Uma outra hipótese seria que estas fases se tratem de minerais de saturação.
Ambas hipóteses carecem de mais dados
Resultado e discussão da análise por microssonda eletrônica das inclusões sólidas em
piroxênio
A análise das inclusões sólidas (que estavam na superfície da amostra) presentes nos
piroxênios revelou, em alguns casos, que se tratavam de albita (FIG. 21, TABELA 1 e
TABELA 9). O recálculo das análises das inclusões foi feito utilizando o software Minpet
(RICHARD, 1996) que recalcula as análises para que possam ser apresentadas no diagrama
ternário Ab-An-Or (Albita, Anortita, Ortoclásio).
FIG. 21 Classificação de inclusões superficiais (indicada pelo círculo) em piroxênio e de um
mineral vizinho (também indicado pelo círculo) ao piroxênio. Amostra 03jun2515-2.
n
=
número de pontos representados.
Ab
- Albita,
An-
Anortita;
Or-
Ortoclásio. Dados
provenientes da TABELA 9. Classificação realizada com o software Minpet (RICHARD,
1996).
Legenda
1- Albita
2- Oligoclásio
3- Andesina
4- Labradorita
5- Bytownita
6- Anortita
7- Anortoclásio
8- Sanidina
1
2
3
4
5
6
7
8
Ab
An
Or
n
= 9
54
TABELA 1 – Parte das análises, de inclusões de albita (melt) e de um mineral
vizinho (Albita) ao hospedeiro, representadas na FIG. 21. (Calibração para
albita). Esta tabela corresponde a uma parte da TABELA 9.
Amostra
Área
Ponto
Na
2
O
SiO
2
K
2
O
Al
2
O
3
Total
03jun2515-2
X
melt-6
11,89
69,14
0,14
19,5
100,67
03jun2515-2
X
melt-4
11,47
69,43
0,14
20,64
101,69
03jun2515-2
X
metl-1
11,72
68,8
0,13
19,49
100,15
03jun2515-2
X
melt-2
11,17
67,6
0,11
20,08
98,96
03jun2515-2
X
Albita
12,25
70,2
0,14
19,71
102,3
A palavra “melt” foi utilizada como designação no decurso das análises, não tendo
necessariamente um significado técnico.
O fato de as inclusões de albita (FIG. 21, TABELA 1) estarem dentro de diopsídios
(TABELA 2) sugere que estas albitas sejam anteriores a estes piroxênios.
TABELA 2 - Análises da massa de piroxênio hospedeiro das inclusões de
albita (melts) da área X (Calibração para piroxênio)
Amostra
Área
Ponto
Na
2
O
FeO
Cão
SiO
2
MnO
TiO
2
MgO
Al
2
O
3
Total
03jun2515-2
X
px-6
2,22
9,38
21,49
51,88
0,27
0,01
12,70
1,37
99,31
03jun2515-2
X
px-5
1,95
9,20
22,02
51,94
0,26
0,04
12,78
1,19
99,39
Para outras inclusões superficiais não foi determinada a composição de maneira
precisa (ver TABELA 8 no APÊNDICE A) embora o hospedeiro tenha sido analisado (ver
TABELA 6 no APÊNDICE A) e classificado. Isto ocorreu porque, ao analisar estas últimas
inclusões, foi utilizada uma calibração da microssonda para piroxênio, e não foi obtido um
bom fechamento da análise. Estas últimas inclusões se apresentaram ora ricas em Ti, Si, Ca,
Fe, Al , ora ricas em Si, Ca, Fe, Al ora ricas em Si, Al e Na.
Podem ser aventadas algumas possibilidades para a ocorrência das inclusões sólidas
que encontramos nos piroxênios:
1-
São resquícios de minerais que durante a formação do piroxênio foram
aprisionados, em processo semelhante ao de porfiroblastos de albita e cordierita que podem
aprisionar outros minerais durante seu crescimento (WILLIAMS et al., 1970).
Esta hipótese tem a seu favor o fato das inclusões estudadas apresentarem, na
análise por microssonda eletrônica, composição diferente de seu mineral hospedeiro
(piroxênio) e semelhante ao de um mineral vizinho não classificado (como pode ser visto nas
55
TABELAS 1 e 2 e na TABELA 3), muito embora, em alguns casos, a análise não tenha
apresentado fechamento (Total) satisfatório.
TABELA 3 - Análises (por microssonda eletrônica) selecionadas, do mineral
hospedeiro (Px), de algumas de suas inclusões (Tap M1 e M2) e de um mineral
vizinho (ao hospedeiro) rico em TiO
2
(Tap T2). (Calibração para piroxênios).
Amostra Área Ponto
Na
2
O
FeO
CaO
SiO
2
MnO
TiO
2
MgO
Al
2
O
3
Total
03jun2601-2 TA Px
2,54
16,04
19,86
50,49
0,26
0,04
9,54
1,17
99,95
03 jun 2601-2 TA TapM1
0,05
3,03
27,46
28,80
0,05
30,43
0,05
2,54
92,41
03 jun2601-2 TA TapM2
0,02
3,35
27,76
28,36
0,06
29,15
0,02
2,89
91,61
03 jun 2601-2 TA TapT2
0,02
2,70
27,46
28,46
0,04
29,28
0,03
2,84
90,83
2-
Estas inclusões sólidas são inclusões fundidas.
Enfraquece esta hipótese o fato de os piroxênios estudados não serem magmáticos
mas sim, metassomáticos. Ainda que inclusões fundidas secundárias em rochas
metassomáticas já tenham sido descritas (por exemplo, SCHIANO et al., 1994), as inclusões
sólidas estudadas no presente trabalho não formavam trilhas nas rochas hospedeiras como as
mencionadas no artigo de Schiano et al. (1994).
As hipóteses formuladas sobre a origem destas inclusões sólidas carecem de maior
número de dados e de estudo de maior número de inclusões.
56
8 USO DE LUZ SÍNCROTRON PARA ESTUDO DE IF
8.1 Introdução
Luz síncrotron pode ser entendida como uma designação ampla para todos os tipos
de luz gerados por partículas relativísticas em trajetórias curvas (CASTRO, 2001). A radiação
síncrotron compreende uma faixa de energia que varia do ultravioleta até raios-X moles,
podendo chegar, mediante uso de dispositivos de inserção, até raios-X duros. (VANKO &
MAVROGENES, 1998).
Atribui-se a Frantz et al. (1988) o mérito de terem sido os primeiros a demonstrar o
potencial da microssonda de raios-X, originados de luz síncrotron, para análise elementar de
IF (SAMSON et al., 2003). Frantz et al. (1988)
realizaram testes em inclusões fluidas
sintéticas utilizando a luz síncrotron, obtendo dados semiquantitativos da concentração de
elementos dentro da inclusão. Após estes autores, vários outros utilizaram a luz síncrotron
para estudar IF (por exemplo, MAVROGENES et al., 1995; PHILIPPOT et al., 2001;
HAYASHI & IIDA, 2001, ALVES et al., 2001;
RIOS et al., 2002).
Nos artigos pesquisados, diversas siglas foram empregadas relacionadas ao estudo
de IF por luz síncrotron. Pode citar-se: XRF – X-ray fluorescence (FRANTZ et al. 1988);
micro-SXRF- micro-Syncrothron X-Ray Fluorescence (ALVES et al. 2001); SXRFM-
Synchrotron-Source X-ray Fluorescence Microprobe (VANKO & MAVROGENES, 1998). A
designação mais adequada para o estudo de IF por luz síncrotron é SXRFM (Synchrotron-
Source X-ray Fluorescence Microprobe ou microssonda por fluorescência de raios-X
originados de luz síncrotron), porque esclarece de maneira breve o que é a técnica.
Em todos os artigos consultados foi utilizado, para estudo de IF, um feixe de luz
síncrotron de dimensões reduzidas e, portanto, serão todos considerados como tratando do
mesmo assunto. É importante, no entanto, que o leitor esteja atento para o fato que as
afirmações feitas neste texto são relativas às técnicas utilizadas por autores específicos, não
querendo dizer, necessariamente, que sejam expansíveis a todas as montagens experimentais
possíveis.
Poucos pesquisadores brasileiros realizaram experimento com IF na linha D09B
XRF Fluorescência de Raios-X do Laboratório Nacional de Luz síncrotron (LNLS) (por
57
exemplo, ALVES et al., 2001;
RIOS et al., 2002).
A literatura brasileira, em português, a
respeito da utilização de luz síncrotron para o estudo de IF é escassa. Em função disto, este
texto procurará abordar de maneira mais detalhada, tópicos desta metodologia.
8.2 Aplicações do método
A SXRFM é geralmente uma técnica não destrutiva, podendo ser aplicada para
identificar o sistema químico que está presente nas IF e, também, para análise de elementos
traço, tais como os elementos de transição (VANKO & MAVROGENES, 1998). Segundo
Philippot et al. (2001), as fontes de luz síncrotron de terceira geração são uma técnica
promissora para "localizar" metais traço em inclusões individuais (até o nível de dezenas de
ppm) e, portanto, constituem uma ferramenta importante para reconstruir a cronologia relativa
de eventos paleo-hidrotermais, responsáveis pela concentração de recursos econômicos.
Além de permitir análise qualitativa, o estudo por luz síncrotron possibilita análise
semiquantitativa (FRANTZ et al, 1988; VANKO & MAVROGENES, 1998), quantitativa
(MAVROGENES et al., 1995, VANKO & MAVROGENES, 1998) e elaboração de mapas
de distribuição espacial de um elemento dentro da inclusão (PHILIPPOT et al., 2000;
PHILIPPOT et al., 2001; HAYASHI & IIDA, 2001). Deve-se observar, no entanto, que a
SXRFM é uma técnica complementar a outras metodologias de estudo de IF, como por
exemplo, a microtermometria e a microssonda com laser Raman (VANKO &
MAVROGENES, 1998).
Segundo Vanko & Mavrogenes (1998) a SXRFM baseada em análise por dispersão
de energia de raios-X apresenta limitações que incluem o fato de só elementos com número
atômico maior ou igual a 14 serem detectáveis, e de os limites de detecção de um determinado
elemento variarem de um síncrotron para o outro.
8.3 Aspectos Práticos da Análise com Luz Síncrotron
Para análise por luz síncrotron, o material para estudo deve ser preparado de maneira
específica. Podem ser confeccionadas lâminas bipolidas (HAYASHI & IIDA, 2001;
MAVROGENES et al., 1995; VANKO & MAVROGENES, 1998) que serão posteriormente
afixadas, mediante fita adesiva, em um porta-amostra, de maneira que os raios-X incidam
somente sobre o material a ser analisado (VANKO & MAVROGENES, 1998).
58
O mapeamento prévio da inclusão fluida a ser estudada é também muito importante,
a fim de permitir sua localização rápida, repetição de análises e estudo de sua geometria
(MAVROGENES et al., 1995).
8.3.1 Mineral hospedeiro das IF
Segundo Vanko & Mavrogenes (1998) o feixe de raios-X produzido em um SXRFM
penetra profundamente na maioria das amostras e, portanto, quando uma inclusão fluida é
atingida um volume substancial do hospedeiro vizinho é também fluorescido. Ainda segundo
estes autores, para algumas aplicações o estudo de IF em minerais, além do quartzo, pode ser
possível, desde que se colete um espectro controle do mineral hospedeiro.
8.3.2 Tamanho das inclusões a serem estudadas
A determinação do tamanho e da geometria da inclusão é muito importante em
estudos de microssonda, pois erros analíticos em função de determinações imprecisas no
volume das IF podem ser substanciais (VANKO & MAVROGENES, 1998). Este fato é bem
evidente no caso de estudos quantitativos, em que a determinação do volume analítico dentro
da inclusão pode ser fonte de incerteza (MAVROGENES et al., 1995).
O tamanho da inclusão pode ser calculado utilizando uma ocular graduada de um
microscópio petrográfico (VANKO & MAVROGENES, 1998). Para obter medidas mais
precisas sobre as dimensões e a profundidade de uma inclusão fluida, uma “spindle stage”
adaptada (que permite visualizar a inclusão fluida em três dimensões), pode ser utilizada
(ANDERSON & BODNAR, 1993). Outros autores (por exemplo, MAVROGENES et al.,
1995, VANKO et al., 2001) já utilizaram este equipamento para o estudo de IF com luz
síncrotron.
8.3.3 Profundidade das IF a serem estudadas
A profundidade em que se encontra a inclusão fluida, relativamente à superfície da
amostra, influencia o espectro que será obtido (VANKO & MAVROGENES, 1998). Ao
59
analisar IF com microssonda de raios-X, as radiações características de elementos mais
pesados são menos absorvidas que a dos elementos mais leves (VANKO & MAVROGENES,
1998). Sendo assim, a profundidade deve ser medida com o máximo de precisão possível.
Para tanto, pode ser utilizado o micrométrico, calibrado, de um microscópio convencional
(FRANTZ et al., 1988; VANKO & MAVROGENES, 1998), ou uma “spindle stage” adaptada
(ANDERSON & BODNAR, 1993).
8.3.4 Montagens experimentais
Duas abordagens para análise de IF com SXRF podem ser usadas, sendo que cada
uma tem seus méritos (VANKO & MAVROGENES, 1998). Ambas podem fornecer uma
composição química total para a inclusão fluida, desde que procedimentos de correção
adequados sejam efetuados (VANKO & MAVROGENES, 1998).
Em uma abordagem, mais adequada para IF que contém minerais de saturação, cada
inclusão fluida é irradiada em sua totalidade pelo feixe de luz síncrotron (FIG. 22) e os raios-
X fluorescentes são entendidos com uma análise química total da inclusão (VANKO &
MAVROGENES, 1998).
FIG. 22 Abordagem para estudo de inclusão fluida irradiando a inclusão inteira. Adaptado de
Vanko & Mavrogenes (1998)
Uma outra abordagem, que é mais adequada para inclusões grandes ricas em líquido e
que tem baixas concentrações de soluto, consiste em focalizar apenas uma porção da inclusão
com um feixe bem pequeno (FIG. 23) (VANKO & MAVROGENES, 1998). Excita-se, assim,
um volume em forma de prisma de uma fase homogênea (e.g. solução aquosa) dentro da
inclusão fluida (VANKO & MAVROGENES, 1998). Neste caso, considera-se que a
fluorescência de raios-X representa o número de átomos dentro desse volume excitado
(VANKO & MAVROGENES, 1998).
Detector Si (Li)
60
FIG. 23 Abordagem para estudo de inclusão fluida irradiando apenas parte da inclusão.
Adaptado de Vanko & Mavrogenes (1998)
8.4 Estudo dos Dados
De acordo com Vanko & Mavrogenes (1998) a análise dos dados de IF obtidos com
a luz síncrotron inclui o estudo da intensidade dos picos referentes a cada elemento, a
comparação do espectro obtido sobre a inclusão com o espectro controle (área “branca”) e a
identificação dos picos de difração presentes.
Em se tratando de análise quantitativa, Rickers et al. (2004) mencionam que existe, a
princípio, uma relação proporcional entre a intensidade da linha de fluorescência de um
elemento exposto à luz síncrotron e a sua concentração. Segundo estes autores, esta relação
pode possibilitar uma análise quantitativa, desde que sejam consideradas variáveis como a
absorção energia-específica do feixe primário e a radiação fluorescente no meio circundante
(por exemplo a amostra). Para análise quantitativa de IF usando luz síncrotron podemos citar,
como fonte principal de incerteza, a determinação do volume analítico dentro das IF
(MAVROGENES et al., 1995).
Philippot et al. (1998) realizaram estudos que indicaram que a relação K
extraída diretamente do espectro de raios-X, pode ser utilizada como um termo acurado para
cálculos de correção da absorção, ocorrida durante o trajeto do feixe de luz síncrotron em
estudos quantitativos de IF. Ainda segundo estes autores, a única incerteza associada com o
procedimento de correção baseado na relação K
inclusão, incerteza esta que pode ser minimizada quando a salinidade da inclusão é
considerada.
Rickers et al. (2004) concluíram que a utilização das simulações com o método
Monte Carlo, constituiu um avanço na análise quantitativa de inclusões fluidas, utilizando a
Detector Si (Li)
61
fluorescência de raios-X por radiação síncrotron (SR XRF). Segundo estes autores, esta
simulação pode ser aplicada sem o uso de padrões internos (elementos dentro da inclusão) ou
externos, proporcionando, no entanto, a mesma acurácia de protocolos de análise dos dados
que são dependentes do uso de tais padrões.
8.5 A linha XRF do LNLS
O Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) é um centro nacional de pesquisa
do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), que por sua
vez, faz parte do Ministério de Ciência e Tecnologia do Brasil (PÉREZ et al., 1999). Está
localizado em Campinas - SP e, em suas instalações, apresenta uma linha de luz que
possibilita estudos por fluorescência de raios-X (PÉREZ et al., 1999). Em nossos trabalhos
utilizamos esta linha de luz.. A energia dos elétrons dentro do anel de armazenamento é 1,37
GeV com um campo magnético dipolar de 1,65 T (PÉREZ et al., 1999).
Na linha pode ser utilizado um feixe branco ou um feixe monocromático; uma janela
ácuo da linha, do vácuo do anel principal, um cristal
monocromador channel-cut e um conjunto de fendas motorizadas controladas por computador
para limitar o tamanho do feixe de luz, antes e depois do monocromador, fazem parte da linha
de luz (PÉREZ et al., 1999). Detectores por dispersão de energia Si (LI) e HPGe integram o
sistema de detecção da linha de luz (PÉREZ et al., 1999). Para maiores detalhes, sobre
características técnicas desta linha de luz, o leitor é referido a Pérez et al. (1999)
Alguns detalhes sobre a montagem experimental que utilizamos no LNLS serão
fornecidos mais adiante neste texto.
8.6 Montagem Experimental e Análises Realizadas
8.6.1 Montagem Experimental
Inicialmente as IF que preenchiam os critérios para serem analisadas (localização e
profundidade adequadas) foram estudadas microscopicamente e mapeadas no laboratório de
Inclusões Fluidas e Metalogênese (LIFM) do CDTN através de fotografias e desenhos.
62
Nos piroxênios e no quartzo procuramos por inclusões grandes e que estivessem o
mais superficial possível. Foi selecionado número expressivo de amostras para análise.
Entretanto, em função de uma série de fatores que serão descritos em detalhe no item “8.6.3”,
apenas algumas das IF foram analisadas.
Para a realização das medidas foi utilizada a linha D09B XRF Fluorescência de
Raios-X do Laboratório Nacional de Luz síncrotron (LNLS) (FIG. 24). A luz síncrotron foi
colimada, mediante uso de um capilar, para o tamanho de aproximadamente 20 X 25
deslocamento da amostra na linha de luz foi feito mediante motores de passo. A visualização
da amostra foi feita mediante o uso de um microscópio óptico de aumento praticamente fixo
(que podia ser modificado manualmente) ligado a uma câmera de vídeo que apresentava a
imagem em um monitor de vídeo.
FIG. 24 Esquema simplificado, mostrando partes da linha de luz D09B XRF do LNLS.
1
: Microscópio;
2
: Mesa de alinhamento do capilar;
3
: Equipamento para
posicionamento da amostra. Adaptado de Pérez et al. (1999).
A amostra foi afixada em um porta-amostra de tamanho adequado para ser utilizado
na linha de luz (FIG. 25). Inicialmente, foi utilizada, para precisar o local onde a luz
síncrotron estava incidindo sobre a amostra, uma fita que se tornava fluorescente quando da
incidência da luz síncrotron. Posteriormente, em função de problemas na localização da
amostra (veja item 8.6.3), fixamos um fragmento dessa fita no porta-amostra juntamente com
a amostra em estudo. Tal montagem propiciou um posicionamento mais preciso do feixe de
luz sobre a área de interesse. O ajuste dos dados do espectro foi realizado, pelo pesquisador
do LNLS Carlos Alberto Pérez, utilizando um software específico.
1
2
3
63
O software para ajuste dos dados forneceu valores da intensidade dos picos de alguns
elementos, juntamente com o sigma (desvio padrão) para cada um deles. Esses dados foram
analisados segundo o procedimento sugerido pelo pesquisador Carlos Alberto Pérez (2004,
comunicado pessoal), que consiste em:
1 -
Subtração
: espectro da área que contém a inclusão fluida - espectro da área
“branca”: F – Br (1)
2 -
Soma
: sigma do espectro da área que contém a inclusão fluida + sigma do
espectro da área “branca”: Soma sigma (2)
3 –
Subtração
de (1) – (2) (3)
O passo de número (3) é executado se o passo número (1) fornece valor maior que
zero. Caso o valor da subtração realizada em (3) seja superior a 0 (zero), considera-se que o
elemento se apresentou em maior quantidade na área que contém a inclusão fluida, em relação
à área “branca”. Tal situação, sugere que o elemento analisado esteja dentro da inclusão
fluida.
FIG. 25 Representação esquemática da montagem do porta-amostra + amostra utilizado no
LNLS. O tamanho aproximado do porta-amostra é 46 X 35 mm. O diâmetro do orifício circular
é de aproximadamente 25 mm.
64
8.6.2 Análises Realizadas
PIROXÊNIO
Durante os estudos foram obtidos dezenas de espectros de pontos sobre inclusões em
piroxênio, procurando, inclusive, fazer o mapeamento de IF com luz síncrotron. Entretanto,
em função de problemas ocorridos durante as medidas (veja item 8.6.3), a maioria dos
espectros foi descartada, tendo restado, quatro espectros.
Os quatro espectros obtidos foram nomeados p1a008, p1a009, p1a010 e p1a011, sendo
que p1a008 e p1a009 foram obtidos principalmente da área que continha uma inclusão fluida,
p1a010 foi obtido da área que continha outra e p1a0011 foi obtido de uma área “branca”. As
IF analisadas estavam presentes na lâmina bipolida da amostra 03jun25-13. Foram
classificadas (após as analises) como primárias, utilizando para tanto o mesmo critério
aplicado ás demais inclusões primárias deste trabalho (no caso das inclusões analisadas por
luz síncrotron, os limites do cristal também não eram nítidos). O fragmento de amostra no
qual se encontravam estas inclusões foi submetido a resfriamento quando do estudo
preliminar de inclusões vizinhas às estudadas neste trabalho.
As inclusões analisadas e aqui apresentadas eram constituídas pelo menos de bolha e
de fase sugestiva de líquido. Existe a possibilidade de serem IF salinas, pois são originárias da
mesma jazida onde Fuzikawa & Alves (1988) estudaram IF parecidas em piroxênios, tendo
encontrado salinidade variável.
Foi escolhida como área “branca”, uma região do piroxênio, próxima às inclusões
alvo, que estivesse o mais livre possível de IF. A localização aproximada das áreas irradiadas
com luz síncrotron pode ser vista na FIG. 26.
A profundidade aproximada, medida nas instalações do LNLS, destas inclusões, foi de
8.6.3).
65
FIG. 26 Inclusões Fluidas e área “branca” analisadas em piroxênio, no LNLS. A posição,
forma e tamanho das áreas irradiadas (círculos pontilhados) é apenas aproximada, para efeito
esquemático. Considerar que o feixe de luz síncrotron incide em um ângulo de 45
o
sobre a
superfície da amostra. Amostra 03jun25-
Imagem invertida
(efeito fotográfico) em relação à imagem visualizada na ocular do microscópio.
Espectros p1a0008 e p1a0011
FIG. 27 Espectros p1a0008 e p1a0011. * = pico não nomeado.
Pode-se observar, na FIG. 27, que há sobreposição praticamente completa de todos
os picos dos espectros, sendo que em alguns pontos o espectro p1a0011 (área “branca”)
P1a0008
P1a0009
P1a0010
P1a0011
*
66
supera as medidas do p1a0008. Os elementos evidenciados pelos picos sobrepostos referem-
se provavelmente ao mineral hospedeiro (VANKO & MAVROGENES, 1998).
Elementos como o cloro, que poderiam estar presentes caso se tratasse de IF salinas,
não foram detectados, o que pode ser relacionado à profundidade em que se encontravam as
inclusões (VANKO & MAVROGENES, 1998) ou a uma localização inadequada do feixe de
luz síncrotron sobre a amostra (veja item 8.6.3).
Na análise matemática dos dados (TABELA 4), seguindo o procedimento sugerido por
Carlos A. Perez (2004, Comunicado pessoal) é possível observar que apenas o pico referente
ao Vanádio teve contagem superior no espectro da área que contém a inclusão (p1a0008) que
no da área “branca”, já considerado o desconto da soma dos sigmas.
Uma primeira hipótese para explicar este dado, seria que o V está presente dentro da
inclusão fluida. Entretanto, algumas considerações devem ser feitas ao avaliar esta hipótese.
A maior intensidade do pico de Vanádio pode estar relacionada a uma variação da
concentração deste elemento dentro do próprio mineral, uma vez que, ao irradiar uma inclusão
fluida, parte do hospedeiro é também fluorescida (VANKO & MAVROGENES, 1998). Este
aspecto é importante no caso das IF que analisamos, pois estas apresentavam diâmetro
inferior ao tamanho do feixe de luz síncrotron. A presença de inclusões na vizinhança ou
mesmo sob o feixe de luz síncrotron, que poderiam ter sido fluorescidas inadvertidamente,
pode também ter influenciado o resultado. Existe ainda, a possibilidade de contaminação da
amostra, o que poderia causar resultados imprevisíveis.
Os elementos evidenciados nos espectros (p1a0008 e p1a0011) - Si, Ca, Ti, Mn, Fe -
após ajuste dos dados pelo pesquisador Carlos Alberto Pérez, são elementos típicos de um
piroxênio (KLEIN, 2002). O elemento Ar provavelmente é originado do ar assim como
mencionado por Hayashi & Iida (2001).
Caso o estudo por luz síncrotron tivesse detectado, nas inclusões, de maneira
inequívoca, elementos como o Ca e o Cl, estes dados poderiam ser cruzados com dados
oriundos de determinação do ponto eutético da solução da inclusão fluida, o que produziria
um dado confiável a respeito da composição salina da inclusão.
67
Espectros p1a0009 e p1a0011
FIG. 28 Espectros p1a0009 e p1a0011. * = pico não nomeado.
Podemos notar na FIG. 28 que o espectro p1a0009 também apresenta uma
sobreposição importante ao espectro da área “branca”, p1a0011. A análise matemática
(TABELA 4) revela que apenas pico referente ao Vanádio teve contagem superior no espectro
da área que contém a inclusão (p1a0009) em relação ao da área “branca” já considerados o
desconto da soma dos sigmas, tendo a mesma interpretação do Vanádio verificado no espectro
p1a0008. Os demais elementos evidenciados no espectro p1a0009, após o ajuste dos dados,
são os mesmos que os evidenciados no espectro p1a0008 tendo também, a mesma
interpretação.
Espectros p1a0010 e p1a0011
Podemos notar, na FIG. 29, que o espectro p1a0010 também apresenta uma
sobreposição importante ao espectro da área “branca”, p1a0011. A análise matemática
(TABELA 4) revela, assim como no caso do p1a0008 e p1a0009, que apenas o pico referente
ao Vanádio teve contagem superior no espectro da área que contém a inclusão (p1a0010) que
no da área “branca” (já considerados o desconto da soma dos sigmas), tendo a mesma
interpretação do Vanádio identificado nos espectros p1a0008 e p1a0009. Os demais
elementos evidenciados no espectro p1a0010, após o ajuste dos dados, são os mesmos que os
evidenciados no espectro p1a0008 tendo também, a mesma interpretação.
*
68
FIG. 29 Espectros p1a0010 e p1a0011. *= pico não nomeado.
QUARTZO
Dois espectros foram obtidos, um (c1a0001) da área que continha uma inclusão
bifásica de origem indeterminada, outro de área “branca”, (c1a0002) (FIG. 30). A inclusão
localizava-se na lâmina bipolida da amostra 03jun25-13. A inclusão encontrava-se, segundo
medida no LNLS, a ~ 21 8.6.3).
FIG. 30 Inclusão fluida e área “branca” analisadas em quartzo, no LNLS. A posição das áreas
irradiadas (círculos pontilhados) é apenas aproximada, para efeito esquemático. A barra
íncrotron incide em um ângulo de 45
o
sobre
a superfície da amostra. Amostra 03jun25-13. Imagem invertida (efeito fotográfico) em relação
à imagem visualizada na ocular do microscópio.
C1a0001
C1a0002
*
69
Espectros c1a0001 e c1a0002
FIG. 31 Espectro c1a0001 e c1a0002. *= picos não nomeados.
Podemos observar, na FIG. 31, que há sobreposição praticamente completa dos
espectros sendo que em alguns pontos o espectro c1a0002 supera as medidas do c1a0001. Os
elementos evidenciados pelos picos sobrepostos referem-se provavelmente ao mineral
hospedeiro (VANKO & MAVROGENES, 1998). Poderiam ter contribuído para este
resultado da análise, a profundidade acentuada da inclusão estudada (VANKO &
MAVROGENES, 1998) e/ou um posicionamento incorreto do feixe de luz síncrotron sobre a
amostra.
O mineral hospedeiro da inclusão fluida é o quartzo, mas outros elementos (Ar, K,
Ca, Ti, Fe, Zn) apareceram no espectro além do silício e oxigênio. Isto pode ter ocorrido por
vários motivos. O elemento Ar é provavelmente do ar como mencionado por Hayashi & Iida
(2001). Para os outros elementos identificados, algumas hipóteses são possíveis: podem
representar elementos traço no quartzo ou podem ter sido identificados devido ao fato de o
feixe de luz síncrotron ter penetrado profundamente na amostra (VANKO &
MAVROGENES, 1998), podendo ter atingido em seu trajeto um mineral adjacente ao
quartzo.
Realizando a análise matemática dos espectros (TABELA 5), foi verificado que
nenhum dos elementos apresenta concentração maior na área irradiada, que inclui a inclusão
*
*
70
fluida, do que na área “branca”. Embora os elementos Ar, K e Ti apresentem, inicialmente,
valores superiores na área que contém a inclusão fluida, quando se considera a soma dos
sigmas essa vantagem desaparece.
8.6.3 Problemas detectados durante a realização dos experimentos - Fontes
de imprecisão dos dados
Durante a realização dos experimentos, vários problemas foram detectados. Estes
problemas serão mencionados com o intuito de esclarecer alguns aspectos da metodologia que
utilizamos e dos resultados que obtivemos.
Os principais problemas detectados foram:
- Vibração significativa da mesa onde se encontrava o equipamento utilizado para
realizar as medidas com a luz síncrotron. Tal vibração provocou pequena oscilação da
imagem no monitor de estudo e provavelmente oscilação na posição do feixe de luz síncrotron
sobre a amostra. Este problema tornou imprecisa a localização da área atingida por nosso
feixe de luz, dificultando a interpretação dos dados.
- Dificuldades para posicionar o feixe de luz. Durante a movimentação da amostra,
mediante a utilização de um motor de passo, percebemos que o feixe de luz síncrotron era
também deslocado para uma região indesejável. Tal movimentação tornava imprecisa a
definição da área sobre a qual o feixe estava incidindo. Para contornar este problema,
afixamos um fragmento de fita fluorescente no porta-amostra, juntamente com a amostra, a
fim de que a posição do feixe pudesse ser conferida antes e após cada medida (veja FIG. 25).
- A localização das IF a serem estudadas também foi problemática. O equipamento
óptico do LNLS naquela linha de luz proporcionava um aumento praticamente fixo (cuja
mudança era manual e trabalhosa). Isto fez com que o processo de localização das IF para
estudo na amostra fosse lento e desgastante. O fato de nosso equipamento de fotografia ter
fornecido imagens invertidas (efeito fotográfico) em relação à imagem visualizada na ocular
do microscópio também contribuiu para a que o processo de localização das IF fosse lento.
- A determinação da profundidade das IF em relação à superfície da amostra foi
imprecisa. Ao final dos experimentos, foi verificado que a profundidade na qual as IF
estudadas se encontravam era superior a profundidade determinada no LIFM-CDTN,
mediante o uso do micrométrico padronizado de um microscópio petrográfico comum. Para o
caso da inclusão fluida no quartzo, por exemplo, a diferença foi de ~13 É importante,
71
também, considerar que o equipamento do LNLS para realizar estas medidas não se
encontrava em condições ótimas de utilização. Um outro aspecto relevante é que, para aferir
com maior precisão a profundidade em que se encontra a inclusão, esta profundidade deve ser
corrigida em função índice de refração do mineral hospedeiro (VANKO & MAVROGENES,
1998), correção que não foi realizada neste trabalho.
72
TABELA 4 – Análise Matemática dos Espectros obtidos no piroxênio (Parte 1)
Espectros
Z=14
sigma14
Z=18
Sigma18
Z=20
sigma20
Z=22
sigma22
Z=23
sigma23
Z=25
sigma25
p1a0008
3,77E-02
8,75E-04
1,46E-02
6,59E-04
6,31E-00
9,26E-03
3,20E-03
5,38E-04
2,74E-02
7,80E-04
2,40E-01
2,37E-03
p1a0011
4,77E-02
9,44E-04
1,73E-02
7,31E-04
7,24E-00
9,85E-03
7,41E-03
6,25E-04
2,09E-02
8,51E-04
2,95E-01
2,29E-03
Elementos
Si
Ar
Ca
Ti
V
Mn
F – Br
-9,99E-03
-2,71E-03
-9,34E-01
-4,20E-03
6,49E-03
-5,47E-02
Soma Sigma
1,82E-03
1,39E-03
1,91E-02
1,16E-03
1,63E-03
4,66E-03
(F-Br) - Soma Sigma
4,86E-03
Espectros
P1a0009
3,93E-02
8,97E-04
1,38E-02
6,56E-04
6,58E-00
9,43E-03
3,11E-03
5,49E-04
3,06E-02
8,03E-04
2,30E-01
2,54E-03
P1a0011
4,77E-02
9,44E-04
1,73E-02
7,31E-04
7,24E-00
9,85E-03
7,41E-03
6,25E-04
2,09E-02
8,51E-04
2,95E-01
2,29E-03
F – Br
-8,43E-03
-3,49E-03
-6,57E-01
-4,30E-03
9,67E-03
-6,52E-02
Soma Sigma
1,84E-03
1,39E-03
1,93E-02
1,17E-03
1,65E-03
4,83E-03
(F-Br) – Soma Sigma
8,02E-03
Espectros
P1a0010
4,06E-02
9,09E-04
1,54E-02
6,81E-04
6,76E-00
9,54E-03
5,12E-03
5,75E-04
3,08E-02
8,15E-04
2,54E-01
2,43E-03
P1a0011
4,77E-02
9,44E-04
1,73E-02
7,31E-04
7,24E-00
9,85E-03
7,41E-03
6,25E-04
2,09E-02
8,51E-04
2,95E-01
2,29E-03
F – Br
-7,10E-03
-1,88E-03
-4,85E-01
-2,29E-03
9,84E-03
-4,13E-02
Soma Sigma
1,85E-03
1,41E-03
1,94E-02
1,20E-03
1,67E-03
4,72E-03
(F-Br) - Soma Sigma
8,17E-03
F-Br
= Diferença entre o espectro obtido da área que contém a inclusão fluida e o obtido da área “branca”
Soma sigma
= Soma dos sigmas do espectro da área que contém a inclusão e do sigma do espectro obtido da área “branca”
(
F –Br) – Soma Sigma
= Termo que verifica se a diferença F-Br é significativa, e que é aferido se F-Br > 0. Caso este termo tenha valor maior
que zero a diferença F-BR é significativa (o elemento, segundo análise dos espectros, está em maior quantidade na área irradiada que contém a
inclusão fluida). Podemos observar que nos espectros obtidos este termo ((F-Br) – Soma Sigma) é positivo apenas para o V.
73
TABELA 4 (Continuação)
Espectros
Z=26
sigma26
Z=30
sigma30
p1a0008
1,21E+01
1,31E-02
1,83E-02
1,14E-03
p1a0011
1,36E+01
1,36E-02
2,06E-02
1,26E-03
Elementos
Fe
Zn
F – Br
-1,58E-00
-2,32E-03
Soma Sigma
2,66E-02
2,41E-03
(F-Br) - Soma Sigma
Espectros
P1a0009
1,25E+01
1,33E-02
1,47E-02
1,21E-03
P1a0011
1,36E+01
1,36E-02
2,06E-02
1,26E-03
F – Br
-1,13E-00
-5,93E-03
Soma Sigma
2,69E-02
2,47E-03
(F-Br) - Soma Sigma
Espectros
P1a0010
1,32E+01
1,36E-02
1,79E-02
1,22E-03
P1a0011
1,36E+01
1,36E-02
2,06E-02
1,26E-03
F – Br
-4,60E-01
-2,77E-03
Soma Sigma
2,72E-02
2,48E-03
(F-Br) - Soma Sigma
74
TABELA 5 - Análise Matemática dos Espectros obtidos no quartzo (Parte 1)
Espectros
Z=14
sigma14
Z=18
sigma18
Z=19
Sigma19
Z=20
sigma20
Z=22
sigma22
Z=26
sigma26
c1a0001
2,25E-01
1,78E-03
3,51E-02
6,90E-04
8,34E-03
4,11E-04
1,70E-02
5,31E-04
2,84E-03
3,32E-04
4,17E-01
2,52E-03
c1a0002
2,33E-01
1,80E-03
3,51E-02
6,96E-04
8,30E-03
4,07E-04
2,61E-02
6,31E-04
2,79E-03
3,55E-04
9,32E-01
3,65E-03
Elementos
SI
Ar
K
Ca
Ti
Fe
F – Br
-7,60E-03
6,00E-05
4,00E-05
-9,04E-03
5,40E-05
-5,15E-01
Soma Sigma
3,58E-03
1,39E-03
8,19E-04
1,16E-03
6,86E-04
6,17E-03
(F-Br) - (Soma Sigma)
-1,33E-03
-7,79E-04
-6,32E-04
TABELA 5 – (Continuação)
Espectros
Z=30
sigma30
c1a0001
1,26E-02
8,76E-04
c1a0002
1,54E-02
8,93E-04
Elemento
Zn
F – Br
-2,79E-03
Soma Sigma
1,77E-03
(F-Br) - (Soma Sigma)
F-Br
= Diferença entre o espectro obtido da área que contém a inclusão fluida e o obtido da área “branca”.
Soma sigma
= Soma dos sigmas do espectro da área que contém a inclusão e do sigma do espectro obtido da área “branca”.
(
F - Br) – Soma Sigma
= Termo que verifica se a diferença F-Br é significativa, e que é aferido se
F-Br > 0
. Caso este termo tenha valor maior
que zero a diferença entre F-BR é significativa (o elemento, segundo análise dos espectros, está em maior quantidade na área irradiada que
contém a inclusão fluida). Podemos observar que para nenhum elemento este termo ((F-Br) – Soma Sigma) foi maior que zero.
75
9 DISCUSSÃO FINAL
O presente estudo procurou colocar em discussão assuntos relacionados à piroxênios
associados à mineralização uranífera, da Jazida Cachoeira. Foram abordadas, de forma
criteriosa, as características mineralógico-paragenéticas da associação mineral e a
microscopia de inclusões fluidas e sólidas presentes nos piroxênios associados à
mineralização. Da mesma forma foi abordada criticamente a metodologia de estudo de
inclusões fluidas mediante luz síncrotron.
Os piroxênios analisados na microssonda eletrônica foram selecionados em lâmina
espessa, o que fez com que o mineral fosse identificado principalmente por sua cor. Em
função dessa limitação da amostra, não pode ser descartada totalmente a possibilidade de
alguns dos cristais que classificamos como piroxênios, serem outro mineral de composição
próxima (por exemplo o anfibólio). A classificação desses minerais como piroxênio ficou
fortalecida devido a pouca quantidade de anfibólio identificada na lâmina delgada
correspondente e, ao bom fechamento das análises de microssonda. As análises realizadas em
piroxênios de amostras mineralizadas puderam ser classificadas ora como augita, ora com
diopsídio e ora aegirina-augita. Entretanto, foi verificada a presença de termos de composição
intermediária, por exemplo, entre diopsídio e augita.
Nas lâminas estudadas, foi encontrada uma fase cálcica (piroxênio diopsídico) já
descrita em estudos anteriores (LOBATO & FYFE, 1990). A aegirina-augita também já havia
sido descrita em estudos anteriores (por exemplo, LOBATO & FYFE, 1990; CRUZ, S.,
2004). Com relação à fase augítica, não foram encontrados relatos anteriores. Um
metassomatismo cálcico, poderia explicar a formação do piroxênio rico em cálcio.
Os resultados aqui apresentados permitiram identificar duas fases de plagioclásio.
Um plagioclásio fortemente alterado, e um outro, menos alterado. O primeiro é
provavelmente contemporâneo ao piroxênio. O plagioclásio fortemente alterado aparece
restritamente nas lâminas estudadas, porém associado ao piroxênio, formando faixas em torno
dele (embora não em todos os casos).
No presente estudo foram encontrados indícios de mineralização uranífera posterior à
formação do piroxênio. Esta proposta está baseada na ocorrência de cristais de uraninita nas
bordas, ou em trilhas que cortam estes cristais, ou acompanhando a clivagem do mineral. A
76
análise por luz síncrotron pode também ser útil na confirmação desse tipo de dado. Nas
análises realizadas no LNLS não foi identificado U no piroxênio, entretanto, tratava-se de
uma amostra de mineralização duvidosa. A pesquisa em amostras fortemente mineralizadas é
tema interessante.
Algumas das principais feições petrográficas observadas nas amostras estudas
podem ser observadas na FIG. 32.
FIG. 32 Representação esquemática de algumas das principais observações petrográficas nas
lâminas estudadas. Imagem fora de escala. A - Mineralização no interior do cristal de
piroxênio;B- Mineralização nas bordas do piroxênio; C – Anfibólio incluso na massa de
piroxênio. D- Plagioclásio fortemente alterado contornado piroxênio; E - Plagioclásio pouco
alterado; F- IF alinhadas e inclusões sólidas, em piroxênio.
Com relação ao estudo microscópico das inclusões fluidas nos piroxênios, foram
verificadas feições interessantes. Surpreende, por exemplo, a quantidade de IF encontradas
nos cristais. O piroxênio é um mineral anidro (não apresenta grupo OH – KLEIN, 2002). Por
isso, seria de esperar que apresentasse poucas ou nenhuma inclusão fluida aquosa. A
explicação para a presença do elevado número de inclusões classificadas como primárias
observadas no piroxênio pode ser procurada na provável origem desse mineral.
Legenda
Banda de minerais predominantemente
máficos
Piroxênio
| | . . .
Inclusões fluidas e sólidas em piroxênio
Mineralização uranífera
|
* Plagioclásio fortemente alterado
| Plagiocásio pouco alterado
◊
Anfibólio
* * * *
**
*** *
* * * *
* * * *
** ****
*** * **
* * * *
**
*** *
* * * *
**
*** *
D- Ver também
FIG. 8
A - Ver também
FIG. 10
B - Ver também
FIG. 10
C- Ver também
FIG. 9
F- Ver
também
FIGs. 16 a 20
E- Ver
também FIG. 8
|
...
| |
|
..
|
| |
77
Um anfibólio reagindo com a sílica por ventura presente no sistema, poderia ter
originado piroxênio e uma fase aquosa. Essa fase aquosa remanescente poderia estar parcial
ou totalmente representada pelas inclusões fluidas classificadas como primárias do
piroxênio. A reação abaixo (MARUÉJOL, 1989) mostra um exemplo de anfibólio em
presença de sílica, dando origem à piroxênio e fluido (água):
Anfibólio + O
2
+ Quartzo = clinopiroxênio + granada + magnetita + H
2
O.
É importar considerar, também, que alguns dos cristais que foram aqui classificados
como piroxênios, poderiam ser anfibólios, o que também, poderia justificar a presença de
inclusões aquosas.
A microscopia de inclusões fluidas desenvolvida neste trabalho permitiu reconhecer
tipos morfológicos presentes nos cristais de piroxênio. Foram encontradas inclusões que
foram classificadas como primárias, do tipo bifásica e do tipo trifásica, sendo que estas
últimas, além da bolha e da fase sugestiva de líquido, apresentavam fases sólidas geralmente
amorfas, que em alguns casos mostravam-se birrefringentes.
Algumas das IF encontradas são semelhantes às relatadas em estudos anteriores em
piroxênios (FUZIKAWA & ALVES, 1988) da Jazida Cachoeira. Foi constada, no entanto,
pelo menos uma diferença entre as IF estudadas por aqueles autores e as aqui estudadas.
Fuzikawa & Alves (1988) não relatam fases sólidas birrefringentes em inclusões primárias
de piroxênios.
As fases sólidas birrefringentes dentro das inclusões poderiam apresentar a
composição de carbonato. Aspectos como a determinação precisa da composição dessa fase
sólida, e de sua origem, são importantes uma vez que o carbonato é citado como relacionado
ao transporte do U em Lagoa Real (FUZIKAWA, 1980; MARUÉJOL, 1989).
A pesquisa detalhada de IF em outros minerais da jazida, como o anfibólio e a
granada, será muito interessante, visto que esses minerais, assim como o piroxênio, associam-
se à mineralização uranífera (LOBATO & FYFE, 1990).
Foram encontradas várias inclusões sólidas nos piroxênios. Algumas delas, em
diopsídio, foram analisadas com a microssonda eletrônica e apresentaram composição
inequivocamente albítica. Tais inclusões são, muito provavelmente, anteriores ao seu
hospedeiro.
78
As inclusões sólidas poderiam representar:
(1) Resquícios de minerais englobados pelo piroxênio durante sua formação (cristais
arrancados das paredes das encaixantes dos albititos); ou
(2) Inclusões fundidas. Esta hipótese carece de dados e, é bem improvável.
Enfraquece esta hipótese, por exemplo, o fato de as características petrográficas dessas
inclusões não serem compatíveis com inclusões fundidas descritas em ambientes
metassomáticos por Schiano et al. (1994).
Estudos mais detalhados sobre estas inclusões sólidas serão relevantes. Estudos em
inclusões sólidas em outros minerais além do piroxênio, também serão muito esclarecedores.
No caso de se tratarem de inclusões fundidas o estudo em outros minerais é importante pois,
segundo Samson et al. (2003), os piroxênios não são muito adequados para o estudo de
inclusões fundidas, em função da dificuldade de determinar quanta cristalização ou “melting”
ocorreu após o aprisionamento do “melt”.
A metodologia de análise de IF por Luz Síncrotron constitui ferramenta poderosa de
análise apresentando, como algumas de suas propriedades, capacidade de propiciar a
elaboração de mapas de distribuição espacial de um elemento dentro da inclusão (PHILIPPOT
et al., 2000; PHILIPPOT et al., 2001; HAYASHI & IIDA, 2001), e capacidade de detectar
elementos traços (VANKO & MAVROGENES, 1998). Neste trabalho, objetivou-se estudar a
metodologia de estudo de inclusões fluidas utilizando luz síncrotron, considerando que a
literatura brasileira (em língua portuguesa), abordando esta metodologia é escassa.
Os estudos de IF realizados na linha de luz XRF do LNLS serão facilitados e
fornecerão resultados mais precisos mediante otimização de aspectos de seu funcionamento.
Tais aspectos incluem redução das dimensões do feixe de luz síncrotron, melhor controle do
equipamento de deslocamento da amostra e redução da vibração dos aparelhos de medida.
A determinação precisa da profundidade em que se encontra a inclusão fluida é um
outro fator indispensável para obtenção de dados significativos (VANKO &
MAVROGENES, 1998), sendo recomendado ao pesquisador que deseje estudar IF mediante
estudos de luz síncrotron que obtenha este dado de maneira confiável.
A análise realizada no LNLS indicou a provável presença de vanádio em inclusões
fluidas em piroxênio de Lagoa Real.
A confirmação da presença do V nas IF do piroxênio requer estudos mais detalhados.
Em Lagoa Real, a associação de V com rochas mineralizadas em urânio é descrita (LOBATO
79
& FYFE, 1990), o que é fator de estímulo para a pesquisa, em maior escala, de V em IF de
minerais altamente mineralizados em U.
Um outro aspecto muito importante, que futuramente poderá ser verificado com
estudos luz síncrotron, é a presença de U dentro de IF primárias. Tal achado poderia
estabelecer uma correlação genética importante entre o mineral hospedeiro desta inclusão
fluida e a mineralização uranífera. É fator de estímulo para esse trabalho o fato de o U já ter
sido identificado em IF de um depósito de urânio (na Rússia), utilizando luz síncrotron
(PHILIPPOT et al., 2000).
A obtenção de dados nas IF do quartzo, mediante uso da luz síncrotron, foi
prejudicada por limitações da amostra analisada. Provavelmente a profundidade acentuada em
que a inclusão se encontrava, impediu que dados relativos à inclusão fluida pudessem ser
obtidos de maneira inequívoca. A importância da profundidade na obtenção de resultados
utilizando luz síncrotron, já foi descrita por outros autores (por exemplo, VANKO &
MAVROGENES, 1998; ALVES et al., 2001; RIOS et al., 2002).
80
10 CONCLUSÕES
1- A análise por microssonda eletrônica permitiu classificar os piroxênios estudados
nesta dissertação ora como augita ora como diopsídio e ora como aegirina-augita, ocorrendo
também termos intermediários, por exemplo entre augita e diopsídio.
2- No piroxênio foram encontradas IF possivelmente primárias do tipo bifásica e do
tipo trifásica, sendo que algumas delas, são semelhantes às relatadas em estudos anteriores na
Jazida Cachoeira.
3- A presença de fases sólidas birrefringentes dentro de algumas IF possivelmente
primárias é indicadora da presença de carbonatos.
4- A possível presença de V nas IF analisadas no piroxênio é de difícil interpretação.
5- Os dados obtidos indicam que o piroxênio estudado está relacionado a uma
importante fase de metassomatismo cálcico.
6- A precipitação uranífera, pelo menos nas amostras estudadas, não estaria
totalmente relacionada com a precipitação do piroxênio rico em cálcio. Portanto não estaria
totalmente relacionada ao metassomatismo cálcico que originou esse piroxênio.
7- O estudo por luz síncrotron não detectou a presença de U nos fluidos e no
hospedeiro (piroxênio) estudado. A pesquisa do U em amostras altamente mineralizadas será
interessante para esclarecer melhor a relação entre o U e os piroxênios.
9- Neste estudo foi possível diferenciar claramente duas gerações de plagioclásios.
Uma mais velha, fortemente alterada, e uma mais nova, menos alterada. Não foi encontrada
uma explicação para o fato dos plagioclásios fortemente alterados
formarem coroas em torno
de alguns dos cristais de piroxênio.
81
10- A presença de inclusões sólidas de albita em piroxênios sugere que estas
representam uma fase de metassomatismo sódico precoce ou sejam cristais incorporados pelo
fluido antes da formação do diopsídio. Trabalhos mais detalhados envolvendo inclusões
sólidas seriam recomendáveis.
11- A abordagem crítica da metodologia de análise de IF por Luz síncrotron (Linha
de luz,
D09B XRF Fluorescência de Raios-X do LNLS) constitui uma importante
contribuição já que, não foram encontradas abordagens de autores brasileiros (em língua
portuguesa) similares na área das Geociências no Brasil. Essa metodologia apresenta-se como
ferramenta poderosa de análise
.
12- A determinação precisa da profundidade em que se encontra a inclusão é fator
indispensável para obtenção de dados significativos na área estudada. Recomenda-se ao
pesquisador que deseje estudar IF mediante luz síncrotron, que obtenha a medida da
profundidade da inclusão de maneira confiável.
13- Trabalhos mais detalhados das inclusões fluidas em piroxênios seriam
interessantes a fim de esclarecer de maneira mais precisa o processo de mineralização de
urânio nos albititos. O estudo em outros minerais da jazida, como anfibólios e granadas,
também seria muito enriquecedor.
14- A gênese da Província Uranífera de Lagoa Real é assunto de grande
complexidade cuja resolução completa, apesar dos extensos estudos já realizados na área,
demandará, ainda, trabalhos rigorosos.
15- Esta dissertação mostra que, no atual estágio do conhecimento, é interessante
desenvolver estudos pontuais e que contribuam para esclarecer, peça por peça, o quebra-
cabeça da gênese da Província Uranífera de Lagoa Real.
82
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88
APÊNDICE A - Análises por microssonda eletrônica
TABELA 6 - Análises (selecionadas) de Piroxênios da Jazida Cachoeira
Amostra
Área
Ponto
Na
2
O
FeO
CaO
SiO
2
MnO
TiO
2
MgO
Al
2
O
3
Total
03jun-2601-2
TA
Piro-1
2,54
16,04
19,86
50,49
0,26
0,04
9,54
1,17
99,95
03jun-2601-2
TA
Piro-2
2,58
15,06
19,86
50,99
0,26
0,08
10,00
1,23
100,07
03jun-2601-2
TA
Piro-3
2,31
15,13
20,49
51,76
0,25
0,00
10,73
1,21
101,88
03jun-2601-2
TA
Piro-4
2,81
16,27
19,24
51,15
0,24
0,05
9,53
1,44
100,72
03jun-2601-2
W
PXA-1
2,41
15,10
19,78
51,35
0,28
0,03
10,33
1,15
100,42
03jun-2601-2
W
PXA-2
3,06
16,60
18,92
51,35
0,28
0,02
9,59
1,37
101,19
03jun-2601-2
W
PX-2a
3,00
16,71
18,80
50,88
0,32
0,03
9,47
1,41
100,61
03jun-2601-2
W
PX-2b
2,73
16,21
19,27
50,41
0,28
0,07
9,78
1,31
100,07
03jun-2601-2
H1
PX
2,24
14,10
20,03
50,98
0,24
0,03
10,98
1,17
99,76
03jun-2601-2
C
PX-1
2,09
12,78
20,80
52,03
0,25
0,01
10,66
0,54
99,15
03jun-2601-2
C
PX-2
1,87
11,86
20,61
52,99
0,30
0,01
10,93
0,51
99,08
03jun-2601-2
C
PX-3
2,10
13,12
19,90
52,65
0,26
0,01
10,24
0,95
99,23
03jun-2601-2
X
PX-1
2,48
13,18
19,70
52,00
0,24
0,02
10,07
1,21
98,90
03jun-2601-2
X
PX-2
2,39
13,67
19,75
51,73
0,24
0,03
9,91
1,29
99,01
03jun-2601-2
X
PX-3
2,96
14,81
18,53
51,50
0,27
0,03
8,89
1,50
98,49
03jun-2601-2
H3
PX-1
2,72
13,92
19,05
52,25
0,32
0,03
9,61
1,34
99,23
03jun-2601-2
H3
PX-2
2,47
12,95
19,63
52,44
0,24
0,00
10,22
1,33
99,28
03jun-2601-2
H3
PX-3
2,67
13,96
19,11
52,02
0,20
0,00
9,62
1,34
98,92
03jun-2601-2
MG
PX-1
3,02
18,81
18,06
50,73
0,27
0,04
8,51
1,49
100,93
03jun-2601-2
MG
PX-2
3,04
18,38
17,85
51,29
0,29
0,06
8,84
1,45
101,20
03jun-2601-2
MG
PX-3
2,53
16,86
18,92
51,55
0,23
0,04
9,58
1,30
101,00
03jun-2601-2
MG
PX-4
3,17
18,86
17,94
50,78
0,25
0,01
8,43
1,59
101,03
03jun-2601-2
O
PX-1
2,93
16,59
18,47
51,59
0,25
0,04
9,60
1,36
100,83
03jun-2601-2
O
PX-2
2,44
15,08
19,14
52,62
0,23
0,02
10,66
1,22
101,42
03jun-2601-2
O
PX-3
3,05
17,74
18,03
51,63
0,24
0,02
8,73
1,54
100,98
03jun-2601-2
ZA
PX-1
2,12
16,25
19,28
52,19
0,21
0,00
10,07
0,92
101,03
03jun-2601-2
ZA
PX-2
2,71
16,11
18,68
51,91
0,24
0,05
9,64
1,31
100,65
03jun-2601-2
ZA
PX-3
2,56
17,01
18,99
51,41
0,28
0,05
9,63
1,19
101,12
03jun-2601-2
ZA
PX-4
2,70
16,32
18,96
51,21
0,26
0,03
9,52
1,25
100,25
03jun2515-2
B
PX2
3,16
10,97
19,81
51,51
0,28
0,07
11,19
2,09
99,08
03jun2515-2
B
PX2-2
3,06
10,88
20,13
49,51
0,24
0,05
11,31
2,02
97,19
03jun2515-2
B
PX2-3
3,15
11,23
20,07
51,90
0,25
0,06
11,33
2,06
100,05
03jun2515-2
X
PX-6
2,22
9,38
21,49
51,88
0,27
0,01
12,70
1,37
99,31
03jun2515-2
X
PX-5
1,95
9,20
22,02
51,94
0,26
0,04
12,78
1,19
99,39
03jun2515-2
J
PX-2
0,88
6,82
24,31
52,09
0,50
0,00
14,59
0,18
99,37
Os pontos realizados em uma mesma área são, em geral, pontos próximos uns dos outros, não
representado, necessariamente, cristais diferentes. A análise do ponto 03jun2515-2, área B,
ponto px2-2 não foi classificada na FIG. 21 porque está com fechamento (total) baixo.
89
TABELA 7 - Analise do piroxênio que continha as inclusões analisada por luz
síncrotron
Amostra
Área
Ponto
Na
2
O
FeO
CaO
SiO
2
MnO
TiO
2
MgO
Al
2
O
3
Total
03jun25-13
C
px3-1
1,60
20,38
10,31
48,04
0,25
0,17
12,45
5,42
98,63
03jun25-13
C
px3-1-2
1,31
14,07
20,81
52,13
0,29
0,00
11,17
0,54
100,31
03jun25-13
C
px3-2
2,21
14,76
19,49
52,59
0,23
0,02
10,75
0,92
100,97
TABELA 8 - Análises por microssonda de inclusões sólidas em piroxênios
(calibração para piroxênio)
Amostra
Área
Ponto
Na
2
O
FeO
CaO
SiO
2
MnO
TiO
2
MgO
Al
2
O
3
Total
03 jun2601-2
TA
Tap M1
0,05
3,03
27,46
28,80
0,05
30,43
0,05
2,54
92,41
03 jun2601-2
TA
Tap M2
0,02
3,35
27,76
28,36
0,06
29,15
0,02
2,89
91,61
03 jun2601-2
H1
melt 05
0,00
28,26
31,16
34,38
0,65
0,28
0,11
2,46
97,30
03 jun2601-2
H1
melt 6
0,02
28,19
30,87
34,14
0,64
0,31
0,09
2,46
96,71
03 jun2601-2
MG
PLG
11,62
0,47
0,49
67,31
0,00
0,00
0,00
19,87
99,76
03 jun2601-2
MG
PLG
11,42
0,43
0,49
66,61
0,01
0,02
0,01
19,69
98,66
A palavra “melt” foi utilizada como designação no decurso das análises, não tendo
necessariamente um significado técnico.
TABELA 9 - Análises de inclusões de albita em piroxênio (calibração para albita)
Amostra
Área
Ponto
Na
2
O
SiO
2
K
2
O
Al
2
O
3
Total
03jun2515-2
X
melt-6
11.89
69.14
0.14
19.5
100.67
03jun2515-2
X
melt-6
11.85
69.66
0.17
19.64
101.32
03jun2515-2
X
melt-4
11.47
69.43
0.14
20.64
101.69
03jun2515-2
X
melt-4
12.01
67.94
0.13
19.95
100.03
03jun2515-2
X
melt-1
11.72
68.8
0.13
19.49
100.15
03jun2515-2
X
melt-2
11.4
67.83
0.13
20.27
99.63
03jun2515-2
X
melt-2
11.17
67.6
0.11
20.08
98.96
03jun2515-2
X
Albita
12.27
70.34
0.13
19.34
102.08
03jun2515-2
X
Albita
12.25
70.2
0.14
19.71
102.3
Os pontos com mesmo nome referem-se a pontos próximos sobre uma mesma inclusão ou sobre
um mesmo mineral. A palavra “melt” foi utilizada como designação no decurso das análises, não
tendo necessariamente um significado técnico.
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