Estudo integrado dos pegmatitos, da mineralização de urânio e da genthelvita no depósito Sn-Nb-Ta (ETR, U, Th, F) Madeira (Mina Pitinga, AM) : a transição magmático-hidrotermal e suas implicações metalogenéticas

Abstract

Este trabalho apresenta o estudo integrado dos pegmatitos, da mineralização de urânio e da genthelvita no albita granito Madeira (1,8 Ga). Este é um granito peralcalino do tipo-A e corresponde ao singular depósito de Sn-Nb-Ta (ETR, Th, U) Madeira (164 Mt) (Pitinga, AM), tendo sido fortemente afetado por fluidos hidrotermais ricos em F. A mineralização de U apresenta teores (328 ppm UO2) comparáveis aos principais depósitos intrusivos no mundo, além de possuir reservas significativas (52 kt U). No entanto, contrasta com estes depósitos em quatro aspectos chave: mineralização homogeneamente dispersa; U-Pb-ETRL-pirocloro como único mineral de minério primário; mineralizações de U e Th formados em diferentes estágios magmáticos; e alteração hidrotermal intensa, formando como produtos de alteração pirocloro secundário, columbita, fluoretos de ETRL, galena e silicatos ricos em U (Th, Zr, ETR, Y, Pb). Estas características são atribuídas às condições especiais impostas pela riqueza em flúor do magma peralcalino. Os complexos de flúor transportaram por todo o plúton e enriqueceram a fusão residual com Li, Na, K, Rb e metais raros (U, Th, ETR, Be, Zr, Nb, Ta), contribuindo para o enriquecimento progressivo de ETRP e F em direção à paragênese dos pegmatitos associados. O albita granito hospeda quatro tipos de pegmatitos: pegmatitos de borda, albita granito pegmatítico, pegmatito miarolítico e veios de pegmatito. A própria rocha hospedeira serviu como fonte para os fluidos que originaram todos estes pegmatitos. Assim como a rocha parental, os pegmatitos apresentam uma paragênese exótica rica em metais raros, incluindo pirocloro (herdado do albita granito), cassiterita, zircão, torita, xenotima, gagarinita-(Y), criolita e genthelvita. A origem destes pegmatitos está associada a vários processos físico-químicos que ocorreram durante diferentes estágios da evolução magmática, cada tipo associado com mecanismos de colocação distintos. Nos veios de pegmatito, a redução efetiva na fugacidade de H2S e a alta atividade de oxigênio em um ambiente alcalino e subaluminoso, sob temperaturas relativamente altas (>375ºC), permitiu a estabilidade da genthelvita entre os estágios magmático tardio e hidrotermal precoce na evolução do sistema albita granito. A transição magmático-hidrotermal ocorreu para cada corpo rochoso individualmente – albita granito, pegmatitos –, quando a fase aquosa residual foi exsolvida da rocha cristalizada, com uma composição refletindo o grau de fracionamento do magma no ponto de saturação de H2O. O fluido hidrotermal exsolvido rico em F causou alteração (autometassomatismo) nos minerais magmáticos e precipitou minerais secundários.

This work presents an integrated study of pegmatites, uranium and genthelvite mineralization in the albite-enriched granite Madeira (1.8 Ga). This is an A-type peralkaline granite and corresponds to the Sn-Nb-Ta (REE, Th, U) Madeira (164 Mt) (Pitinga, AM) deposit, having been heavily affected by F-rich hydrothermal fluids. The U mineralization presents grades (328 ppm UO2) comparable to the main intrusive deposits in the world, and holds significant reserves (52 kt U). However, it contrasts with these deposits in four key respects: homogeneously dispersed mineralization; U-Pb-LREE-rich pyrochlore as the only primary ore mineral; mineralizations of U and Th formed in different magmatic stages; and intense hydrothermal alteration, forming secondary pyrochlore, columbite, LREE-rich fluorides, galena, and U-rich silicates (Th, Zr, REE, Y, Pb) as alteration products. These characteristics are attributed to the special conditions imposed by the fluorine richness of the peralkaline magma. Fluorine complexes transported throughout the pluton and enriched the residual fusion with Li, Na, K, Rb and rare metals (U, Th, REE, Be, Zr, Nb, Ta), contributing to the progressive enrichment of HREE and F towards the paragenesis of the associated pegmatites. The albite-enriched granite hosts four types of pegmatites: border pegmatites, pegmatitic albite-enriched granite, miarolitic pegmatite, and vein pegmatite. The host rock itself served as a source for the fluids that gave rise to all these pegmatites. Like the parent rock, the pegmatites exhibit an exotic paragenesis rich in rare metals, including pyrochlore (inherited from the albite-enriched granite), cassiterite, zircon, thorite, xenotime, gagarinite-(Y), cryolite and genthelvite. The origin of these pegmatites is associated with several physical-chemical processes that occurred during different stages of magmatic evolution, each type associated with different emplacement mechanisms. In the pegmatite veins, the effective reduction in the fugacity of H2S and the high oxygen activity in an alkaline and subaluminous environment, under relatively high temperatures (>375ºC), allowed the stability of genthelvite between the late magmatic and early hydrothermal stages in the evolution of the albite-enriched granite system. The magmatic-hydrothermal transition occurred for each rock body individually – albite-enriched granite, pegmatites –, when the residual aqueous phase was exsolved from the crystallized rock, with a composition reflecting the degree of fractionation of the magma at the point of H2O saturation. The F-rich exsolved hydrothermal fluid caused alteration (autometasomatism) in the magmatic minerals and precipitated secondary minerals.