Caracterização petrofísica da episienitização no granito da Guarda

Caracterização petrofísica da episienitização no granito da Guarda
Petrophysical characterisation of episyenitisation in Guarda granite
(Central Portugal)
SANT’OVAIA , Helena (1) JAQUES, Luís (1), NORONHA, Fernando (1) & BOBOS,
Iuliu(1)
(1)
GIMEF, Departamento de Geologia FCUP; Centro de Geologia UP
(1)
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
SUMÁRIO
A circulação de fluidos hidrotermais ao longo de fracturas no granito provoca alterações. Um dos processos de
alteração é a “episienitização” e caracteriza-se mineralogicamente pela perda de quartzo, por dissolução, e por
uma alteração dos feldspatos e da biotite. Esta alteração traduz-se por uma diminuição do teor de SiO2 e um
incremento em Na2O, Al2O3 e MgO. Os resultados de susceptibilidade magnética indicam uma descida de
190x10-6 SI para valores inferiores a 140x10-6 SI.
Palavras-chave: episienito, alteração hidrotermal, susceptibilidade magnética
SUMMARY
The circulation of hydrothermal fluids by open fractures in granite implies alterations. One of these is the
episyenitization which is characterised by a quartz leaching and an alteration of feldspars and biotite. The
process implies a decreasing of SiO2 and an increase of Na2O, Al2O3 and MgO. Furthermore the alteration of
ferromagnesian minerals implied the incorporation of Fe and Mg in new mineral phases in oxidizing conditions
such as hematite and chlorite. Because of that, the episyenitization affects also the petrophysical characteristics
of the granite. The analysis of magnetic susceptibility variations shows a decrease of values from 190 x 10-6 SI
(in fresh granite) to 140 x 10-6 SI (in altered granite).
Key-words: episyenite, hydrothermal alteration, magnetic susceptibility
[4]. Em Portugal, foram identificadas e estudadas
rochas com aspecto e características semelhantes na
região da Guarda e no maciço granítico do Gerês
[5]. O objectivo deste trabalho consiste em
determinar a relação entre a alteração químicomineralógica e as características petrofísicas,
nomeadamente, a susceptibilidade magnética no
processo de “episienitização” no granito da Guarda.
Introdução
A ocorrência de processos de alteração hidrotermal
em rochas graníticas encontra-se bem documentada.
É o caso de rochas em que ocorrem processos de
dissolução do quartzo, em combinação com
metassomatismo alcalino. Este processo é designado
por “episienitização”, e foi descrito pela primeira
vez por [1]. É um processo pós-magmático e implica
a alteração da composição químico-mineralógica
primária, bem como, das características petrofísicas
da rocha granítica original. Em alguns casos,
verifica-se uma relação genética e/ou espacial deste
tipo de alteração com mineralizações de U [2] [3]
Enquadramento Geológico
O granito da Guarda ocupa uma vasta área da Zona
Centro-Ibérica na região das Beiras, na parte central
de Portugal. É um granito biotítico, porfiróide e de
grão grosseiro, tardio relativamente à fase de
deformação D3 da orogenia Varisca, intruindo séries
237
Geologia da UP, para se obter o respectivo valor de
susceptibilidade magnética por volume (K). Foi
utilizada uma balança de susceptibilidade (modelo
Kappabridge KLY4-S), que opera em campo alterno
fraco de intensidade 4x10-4 T e frequência de 920
Hz.
metassedimentares do Complexo Xisto-Grauváquico
[6]. Na mesma região ocorrem, também, filões de
quartzo e de rochas filonianas básicas, ocupando
estruturas frágeis tardias de orientação NE-SW e
NW-SE, respectivamente.
Na região da Guarda, verifica-se a ocorrência de
zonas com “episienitização” que afectam a rocha
granítica (Figs. 1a e b). Ocorrem em corredores que
podem ter cerca de 10 metros de espessura e que
ocupam estruturas regionais com orientação N40ºE
[7] [8]. Macroscopicamente, exibem a mesma
textura da rocha granítica, distinguindo-se apenas,
através da sua coloração avermelhada intensa,
acompanhada de uma maior concentração em
feldspatos e ausência de quartzo magmático (Figs.
1c e d). Podem apresentar textura vacuolar devido à
dissolução do quartzo e/ou preenchimento das
cavidades de dissolução com associações minerais
mais tardias.
Resultados
Mineralogia e Petrografia
As alterações pós-magmáticas que afectaram as
rochas graníticas da Guarda, relacionadas com o
processo
hidrotermal
de
“episienitização”
evidenciam transformações importantes ao nível das
características petrográficas e mineralógicas das
fases minerais primárias da rocha granítica [7] [8].
Assim, durante esta alteração hidrotermal da rocha
granítica verifica-se a dissolução do quartzo
magmático,
que
é
acompanhada
por
metassomatismo do tipo alcalino, nomeadamente,
com albitização das plagioclases e desenvolvimento
de “chessboard” de albite na microclina. Ocorre
também, a alteração parcial da ilmenite para óxidos
de Ti, nomeadamente, anatase e rútilo e a biotite
sofre transformação total para clorite, libertando-se
Fe. A cor avermelhada intensa apresentada pelas
rochas episieníticas, deriva da deposição do Fe sob a
forma de hematite, na estrutura da microclina. Nos
espaços vazios, cristalizou albite e adulária de
neoformação. Posteriormente, as cavidades das
rochas alteradas foram colmatadas por clorite e
quartzo, mais tardios.
Figura 1: Aspecto macroscópico das rochas episieníticas
a
b
c
d
Geoquímica de rocha total
da região da Guarda. (Legenda: a – coluna avermelhada,
episienítica; b – pormenor dos locais de amostragem na
zona alterada; c – aspecto da rocha granítica; d – aspecto
das rochas episieníticas.)
As transformações mais importantes ao nível do
quimismo destas rochas indicam que, a
“episienitização” está associada a um aumento em
Na2O, Al2O3 e MgO, o qual foi acompanhado pela
redução substancial de SiO2. O Fe não sofre variação
notável (Tabela I).
Metodologia
As amostras de rocha foram preparadas para estudos
petrográficos, mineralógicos e geoquímicos. Na
análise dos minerais, recorreu-se ao seu estudo
através de lâminas delgadas, Microssonda
Electrónica e Difracção de Raios-X. Para a
determinação do quimismo de rocha total, as
amostras foram analisadas por ICP-AES para os
elementos maiores.
Para o estudo petrofísico, foram recolhidas amostras
cilíndricas com uma sonda portátil, cujo amostrador
é constituído por um tubo não magnético que
termina numa coroa diamantada. As amostras foram
retiradas ao longo de um perfil perpendicular à zona
avermelhada, tendo-se realizado 10 estações de
amostragem, compreendendo as fácies de granito
são e granito com rubefacção (Figs. 1a e b).
As dezoito amostras obtidas, foram posteriormente
medidas no Laboratório de Petrofísica do Centro de
Tabela 1: Análises de elementos maiores através de ICPAES dos granitos e das rochas episieníticas da região da
Guarda.
Elementos
maiores
(%)
SiO2
Al2O3
Fe2O3
MgO
CaO
Na2O
K2O
TiO2
P2O5
MnO
Cr2O3
LOI
TOTAL
238
GRANITO
Ga-Q5
72,40
13,53
2,79
0,61
1,01
2,62
4,75
0,36
0,27
0,04
0,011
1,1
99,49
EPISIENITO
Ga-Q6
Ga-Q2
Ga-Q3
Ga-Q4
72,32
13,72
3,08
0,63
1,02
2,84
4,80
0,39
0,26
0,05
0,017
0,7
99,83
66,81
15,95
2,87
0,76
0,96
4,11
5,63
0,40
0,28
0,04
0,004
1,9
99,71
66,12
16,41
2,67
0,75
0,95
4,31
5,8
0,40
0,30
0,04
0,008
2
99,76
64,69
16,63
3,19
1,07
1,29
5,13
4,78
0,35
0,31
0,06
0,012
2,4
99,91
200
-6
K (x 10 SI)
Susceptibilidade magnética
Os valores da susceptibilidade magnética que foram
obtidos nas estações de amostragem são fracos e
estão compreendidos entre 108,9 e 152,5 x 10-6 SI
para as zonas de rubefacção. No caso do granito são,
foi obtido o valor de 181,2 x 10-6 SI (Tabela 2). No
granito da Guarda, o valor médio de susceptibilidade
magnética, a nível regional, é de 190 x 10-6 SI.
Os valores registados no granito são comparáveis
aos de granitos sem magnetite, permitindo enquadrálos na série dos “ilmenite type-granites” [9]. Este
comportamento magnético é devido essencialmente
ao Fe contido na biotite e na ilmenite. O mesmo
acontece relativamente às rochas episieníticas.
LM1
LM2
LM3
LM4
LM5
LM6
LM7
LM8
LM9
LM10
K (x 10-6 SI)
133,3
108,9
121,1
152,5
125,2
122,5
111,6
140,0
134,1
181,2
180
170
160
150
140
130
120
110
LM
10
G
rG
ua
rd
a
Estações de Amostragem
LM
9
LM
8
LM
7
LM
6
LM
5
LM
4
LM
3
LM
2
LM
1
100
Figura 2: Variação da susceptibilidade magnética (K) ao
longo do perfil estudado na região da Guarda.
nomeadamente, alterações da ilmenite e da biotite. A
nova fase mineral formada, importante do ponto de
vista magnético, é a hematite. A susceptibilidade
magnética
deste
mineral
é
mais
fraca
comparativamente com a da ilmenite [10], o que
poderá explicar a variação encontrada. Um padrão
semelhante de susceptibilidade magnética foi
determinado no granito de Bohus [11], embora com
diferenças mais acentuadas relativamente aos
resultados por nós obtidos, uma vez que se trata de
um granito com magnetite.
Tabela 2: Resultados de susceptibilidade magnética por
volume (K), obtidos no perfil estudado na região da
Guarda.
Amostra
190
Alteração
Rubefacção
Rubefacção
Rubefacção
Rubefacção
Rubefacção
Conclusões
Rubefacção Ligeira
Rubefacção
Os resultados que foram obtidos neste trabalho
permitem inferir uma evolução químicomineralógica associada com o processo de
“episienitização”, a qual implicou uma distribuição
dos elementos principais, resultando na cristalização
de novas fases minerais de alteração hidrotermal.
Esta situação terá sido facilitada pelo aumento da
porosidade que se verificou nas zonas alteradas.
O processo de “episienitização” reflecte-se nos
resultados de susceptibilidade magnética que foram
obtidos, através da redistribuição do Fe em fases
minerais mais estáveis, mas com menor
susceptibilidade magnética intrínseca.
Rubefacção
Granito são
Granito são
Discussão
Os resultados químico-mineralógicos que foram
obtidos,
indicam
que
o
processo
de
“episienitização” que afectou as rochas graníticas
da Guarda, implicou globalmente uma mobilidade
importante de SiO2 e Na2O, associados à dissolução
do quartzo e à alteração dos feldspatos.
Relativamente aos minerais ferromagnesianos, a sua
alteração implicou a incorporação do Fe e do Mg na
estrutura de novas fases minerais tardias em
condições oxidantes, nomeadamente, hematite e
clorite.
Agradecimentos
Este trabalho foi realizado no âmbito do projecto
POCTI /0039/2003 designado por “Centro de
Geologia da Universidade do Porto”. Luís Jaques
beneficiou da bolsa SFRH/BD/4646/2001.
A análise da variação da susceptibilidade magnética
mostra uma tendência para a sua diminuição nas
áreas de rubefacção (Figura 2). Esta tendência é
devida às alterações mineralógicas acima referidas,
Referências Bibliográficas
[1] Lacroix, M. A. (1920) Les roches éruptives du Crétacé
pyrénéen et la nomenclature des roches éruptives
modifiées, C. R. Acad. Sci. Paris - Serie II, Vol 170, pp.
690-695.
[2] Leroy, J. (1984) Episyénitization dans le Gisement
d’Uranium du Bernardan (Marche): Comparaison avec des
Gisements Similaires du Nord-Ouest du Massif Central
Français, Mineralium Deposita – Vol 19, pp. 26-35.
239
[3] Cheilletz, A. & Giuliani, G. (1982) Role de la
Déformation du Granite dans la Genèse des Episyénites
Feldspathiques des Massifs de Lovios-Geres (Galice) et
des Zaër (Maroc Central), Mineralium Deposita – Vol 17,
pp. 387-400.
[4] Cathelineau, M. (1986) The Hydrothermal Alkali
Metasomatism Effects on Granitic Rocks: Quartz
Dissolution and Related Subsolidus Changes, Journal of
Petrology – Vol 27, pp. 945-965.
[5] Ávila Martins, J. & Saavedra, J. (1976) Estudo do
processo de enrubescimento do granito da Serra do Gerês
(Norte de Portugal), Memórias e Notícias, Publicações do
Museu e Laboratório Geológico e Mineralógico da
Universidade de Coimbra – Vol 82, pp. 79-93.
[6] Bravo Silva, P., Neiva, A. M. R. & Farinha Ramos, J.
M. (2003) Geoquímica de rochas graníticas da região de
Guarda-Sabugal: Vol. IV Congresso Ibérico de
Geoquímica/XIII Semana de Geoquímica, Departamento
de Ciências da Terra, Universidade de Coimbra, pp. 130132.
[7] Jaques, L., Bobos, I. & Noronha, F. (2003)
Episyenitization and Hydrothermal alteration in the
Guarda granites from the Uraniferous Province of
Portugal: -Vol. 7th Biennial SGA Meeting - Athens,
Mineral Exploration and Sustainable Development,
Eliopoulos et al. (eds), pp. 287-289.
[8] Jaques, L.; Bobos, I. & Noronha, F. (2005)
Geoquímica dos processos pós-magmáticos no granito da
Guarda: Vol. XIV Semana de Geoquímica/VIII Congresso
de Geoquímica dos Países de Língua Portuguesa,
Departamento de Geociências, Universidade de Aveiro,
pp. 271-275.
[9]Takahashi, M., Aramaki, S. & Ishihara, S. (1980)
Magnetite-series/ilmenite-series
vs.
I-type/S-type
granitoids. In: Granitic Magmatism and Related
Mineralization, Ed. S. Ishihara & S. Takenouchi, pp. 1328.
[10] Borradaile, G. J. (1988) Magnetic susceptibility,
petrofabrics and strain. Tectonophysics – Vol 156, pp. 120.
[11] Petersson, J. & Eliasson, T. (1997) Mineral evolution
and
element
mobility
during
episyenitization
(dequartzification) and albitization in the postkinematic
Bohus granite, southwest Sweden. Lithos – Vol 42, pp.
123-146.
240