Comprehensive characterization of the Volcanic-Sedimentary Complex section at Monte das Mesas prospect and assessment of its potential to host massive sulphide mineralization

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Carpinteira, Gabriella Michel
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/45459
Resumo: Relatório de estágio de mestrado em Geologia Económica (Prospeção Mineral), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020
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spelling Comprehensive characterization of the Volcanic-Sedimentary Complex section at Monte das Mesas prospect and assessment of its potential to host massive sulphide mineralizationMonte das MesasCVSFPIDepósitos de sulfuretos maciçosTeses de mestrado - 2020Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Ciências da Terra e do AmbienteRelatório de estágio de mestrado em Geologia Económica (Prospeção Mineral), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020A Faixa Piritosa Ibérica é uma das províncias metalogenéticas mundiais mais estudadas e a sua prospecção e exploração extensivamente documentadas. Mesmo após mais de 5000 anos de contínua exploração mineira, as reservas demonstradas continuam excepcionalmente altas, embora confinadas a alguns sectores, estando os recursos conhecidos distribuídos por mais de 90 depósitos de sulfuretos maciços. É devido à intensa e exaustiva investigação, nas mais variadas áreas da geologia, e não só na metalogenia, que os recursos e reservas da FPI continuam a aumentar, crescendo também o número de descobertas. Aljustrel é um dos maiores depósitos de sulfuretos maciços na FPI, contendo diversos corpos mineralizados que, em conjunto, representam mais de 250 milhões de toneladas. A concessão de Monte das Mesas localiza-se a aproximadamente 5 km a WNW de Aljustrel. As sondagens previamente realizadas nesta concessão mostraram características macroscópicas promissoras, frequentemente utilizadas como guias de prospeção mineral na FPI. Estas particularidades justificaram o presente trabalho, o qual procurou estudar e examinar em detalhe as sucessões do Complexo Vulcano-sedimentar (CVS) intersectado por algumas das sondagens, avaliando o seu potencial para hospedar mineralização/sulfuretos maciços. Tendo em conta o objetivo fundamental, foram realizadas as seguintes actividades: (1) revisão bibliográfica e compilação de dados anteriores; (2) classificação e/ou re-classificação de sondagens; (3) produção de cortes geológicos (2D) interpretativos; (4) interpretação e correlação das colunas litoestratigráficas de Monte das Mesas e Aljustrel; (5) estudos petrográficos; (6) estudos de química mineral, referentes às associações mineralógicas primárias e secundárias, de modo a verificar a existência (ou não) de variações composicionais significativas e o seu significado metalogenético; (7) interpretação integrada de todos os resultados obtidos, visando a comparação direta com Aljustrel e a avaliação global do potencial de Monte das Mesas como hospedeiro de mineralização/sulfuretos maciços. A sequência interpretada como CVS intersectado na área de Monte das Mesas é genericamente constituída por metapelitos (negros, cinzentos, verdes e roxos), rochas vulcanoclásticas de natureza variada, rochas lávicas félsicas, máficas e intermédias e rochas intrusivas máficas. Nas sondagens realizadas na zona Norte da concessão, as rochas lávicas de natureza riolítica predominam; pelo contrário, nas sondagens realizadas na zona Sul, a natureza riodacítica prevalece. As características macro- e microscópicas observadas permitem a identificação de dois centros vulcânicos distintos e independentes. No entanto, o seu alinhamento, relação espacial e cronológica permanecem desconhecidos, razão pela qual se propõem duas colunas litoestratigráficas distintas. Estas colunas não se correlacionam diretamente com as previamente propostas por vários autores para Aljustrel (e.g. Shermerhorn, 1971; Barriga, 1983; Relvas, 1991; Dawson e Caessa, 2003; Leitão, 2014). Com efeito, as colunas litoestratigráficas de Monte das Mesas denotam carácter predominantemente distal e sugerem a existência de um episódio extrusivo máfico precoce (CVS médio-inferior), não documentado na literatura. A inferência de dois centros vulcânicos distintos é corroborada pelos dados de FRXp, os quais sugerem que apenas as rochas do centro vulcânico intersetadas a Sul apresentam afinidade quimioestratigráfica com os dados publicados para Aljustrel (Dawson and Caessa, 2003; Barrett, 2008; Barrett, 2009). Adicionalmente, indicam que os episódios vulcânicos intersectados na zona Norte da concessão se relacionam com magmas com afinidade toleiítica, enquanto as sucessões intersectadas na zona Sul mostram afinidade calco-alcalina. A rochas félsicas de natureza riolítica em ambos os eixos vulcânicos (apesar de em proporções diferentes), não se relacionam através fenómenos de cristalização fracionada, nem refletem graus de diferenciação diferentes de produtos magmáticos basálticos. As diferentes assinaturas geoquímicas que caracterizam estas litologias, evidenciadas pelas razões de elementos imóveis, sugerem diferentes graus de fusão crustal continental (quartzo-feldspática) sem misturas ou assimilações significativas. Adicionalmente, a existência de rochas riodacíticas, dacíticas e “intermédias” sugere mistura de magmas basálticos com melts félsicos derivados de fusão crustal, indicando um processo geodinâmico multifásico envolvendo ascenção e instalação (em diferentes níveis crustais) de magmas basálticos mantélico-derivados, variavelmente modificados por contaminação crustal (e.g. Munhá, 1983; Thiéblemont et al., 1998; Mitjavilla et al., 1997; Carvalho et al., 1999; Sisson et al., 2005; Annen et al., 2006; Martin-Izard et al., 2015, 2016; Codeço et al., 2018). O adelgaçamento crustal em zona de colisão oblíqua contribuiu para o desencadeamento de processos de fusão mantélica capazes de alimentar a produção ciclíca de grandes volumes de magmas basálticos e, simultaneamente, manter um regime térmico elevado ao longo de milhões de anos. Todo este processo levou ao desenvolvimento de processos capazes de fusão parcial de crosta continental e/ou contaminação crustal de magmas basálticos que ascenderam controlados por fraturas e posteriormente se instalaram (e.g. Jesus et al., 2007; Ribeiro et al., 2007, 2010; Codeço et al., 2018). As rochas lávicas de natureza félsica mostram textura microporfirítica, constituída por microfenocristais euédricos a subeuédricos de quartzo e feldspato s.l. dispersos numa matriz muito fina, também quartzo-feldspática. No entanto, a proporção entre quartzo, plagioclase e feldspato-K levaram à distinção entre riólitos, riodacitos e dacitos. O complexo vulcano-sedimentar intersetado na área Norte da concessão apresenta carácter predominantemente riolítico, enquanto o CVS intersectado pelas sondagens realizadas na zona Sul da concessão, revela caráter maioritariamente riodacítico. A associação mineral secundária é constituída por feldspato-K, filossilicatos (sericite >> clorite), epídoto, titanite, carbonatos com quantidades acessórias de sulfuretos (e.g. pirite, pirrotite, esfalerite, galena e calcopirite). Ambos os centros vulcânicos mostram evidências de alteração hidrotermal nomeadamente, sericitização, cloritização, carbonatação e silicificação, em proporções relativas distintas, no entanto, sempre com intensidades baixas a moderadas. A zona Norte da concessão de Monte das Mesas manifesta cloritização mais intensa, quando comparada com a zona Sul da concessão, onde a alteração hidrotermal predominante é a sericitização. O estudo de química mineral englobou os seguintes grupos minerais: feldspatos, piroxenas, anfíbolas, micas potássicas dioctaédricas, clorite, epídoto, zircão, titanite, carbonatos, fosfatos, óxidos e sulfuretos. Os resultados analíticos obtidos para a clorite mostram variações composicionais ao longo da solução sólida clinocloro-chamosite. As clorites ricas em Fe (mais próximas da composição ideal da chamosite) são subordinadas relativamente às clorites magnesianas (mais próximas da composição ideal do clinocloro). As clorites cujas análises mostram enriquecimento em Fe são exclusivas de duas amostras Z2#15 e MdM02#72. Na amostra MdM02#72, as clorites, apesar de raras, associam-se a (muito raros e finos) sulfuretos, nomeadamente galena e calcopirite; esta associação mineral secundária observada num metapelito fortemente silicificado, indicia alteração hidrotermal mineralizante. Por outro lado, na amostra Z2#15, as clorites ricas em Fe observam-se em diversos contextos texturais, acompanhadas por pirite e pirrotite, pelo que estes enriquecimentos relativos em Fe podem refletir a influência de gradientes químicos locais favorecendo a partição do Fe na estrutura cristalina da clorite. De acordo com os geotermómetros da clorite de Jowett (1991), Bourdelle et al., (2015), and Vidal et al., (2001), as temperaturas de formação da clorite pré-pico metamórfico rondam os ~220-380°C, 280- 470°C e 135-400°C, respetivamente. Contudo, o geotermómetro de base termodinâmica de Vidal et al., (2001) individualiza duas temperaturas de formação distintas 390-400°C e 135-180°C; este subgrupo com intervalo de temperatura mais baixo poderá ser interpretado como o resultado de reajustes químicos locais tardios. As razões Mg/Fe e consequentes temperaturas de formação da clorite presente em Monte das Mesas foram comparadas com os dados referentes aos depósitos de Feitais e Gavião, disponíveis na literatura. De facto, a composição química e os valores de temperaturas de formação da clorite pré-deformação é, de modo geral, concordante com os dados referentes às clorites de alteração regional metassomática de Feitais e Gavião. Contrariamente, as amostras Z2#15 e MdM02#72 apresentam razões Mg/Fe e temperaturas compatíveis com aquelas referentes a episódio de alteração hidrotermal mineralizante. Luz et al., (2019) apresenta resultados de geoquímica de metassedimentos da sondagem MdM02 estratigraficamente compatíveis com a amostra MdM02#72 que podem traduzir alteração hidrotermal: (i) potencialmente síncrona da formação de sulfuretos maciços; e/ou (ii) propagação/reativação de falhas de desligamento durante o tardi-Varisco. As clorites da amostra MdM02#72 traduzem temperaturas ligeiramente abaixo dos valores documentados para a recristalização metamórfica Varisca, podendo indicar um evento hidrotermal pré-pico metamórfico, atendendo à sua deformação. Assim, estas clorites podem sugerir a ocorrência de um evento hidrotermal mineralizante estratigraficamente acima da mineralização conhecida, Formação do Paraíso. Esta inferência baseia-se na interpretação realizada para os cortes geológicos disponíveis no capítulo VI. Concluindo, não é possível fazer um paralelismo simples entre as sucessões do CVS de Aljustrel e Monte das Mesas, as quais denunciam contextos geológicos independente. Os dados compilados para Monte das Mesas não sugerem qualquer proximidade a um massive sulfide feeder zone; contudo, as evidências de alteração hidrotermal mineralizante distal devem ser futuramente investigadas.The IPB ores have one of the best-documented written records of historical exploration and mining of massive sulfide deposits in the world. Even after continuous metal extraction for more than 5000 years, the demonstrated metal reserves are still exceptionally large, although confined to some sectors, and the known resources are distributed over 90 massive sulfide deposits. The sulfide ores have been continuously explored and studied and, therefore, the IPB resources and reserves are being continuously increased with new discoveries. Aljustrel is one of the largest massive sulfide mining centers in the IPB, with several orebodies combining nearly 250 million tonnes of reserves. At Monte das Mesas prospect area, located 5 km to WNW of Aljustrel, the drilled succession of the Volcanic-Sedimentary Complex (VSC) display promising macroscopic features commonly used as guides in mineral exploration surveys in the IPB. The ultimate purpose of the present study is to examine in detail and better assess these features and their intrinsic value, contributing to the assessment of the potential of Monte das Mesas area to host massive sulfide mineralization. For this purpose, the following activities were performed: logging and/or re-logging of existing cores, reproduction of 2D interpretative geological cross-sections, lithostratigraphic interpretation and correlation exercises, petrography studies, mineral chemistry analysis of primary and secondary mineral assemblages, and PXRF data analysis. The Monte das Mesas prospect area includes two distinct and independent volcanic centers; however, their alignment, spatial and chronological relationship remains unknown. The VSC at the northern and southern sectors are represented by bimodal volcanism, comprising different types of felsic and mafic (with minor intermediate) rocks. The distinguishing macro and microscopic characteristics, between both sectors, lead to the proposal of two distinct litho-stratigraphic columns. These columns show no direct correlation with any previously suggested columns for the Aljustrel area. They denote a more distal character and include a much earlier (mid-lower VSC) extrusive mafic volcanic episode. These conclusions are supported by the PXRF data studies which also suggest that the drilled VSC succession in the northern sector is related to tholeiitic magmas, whereas the VSC succession drilled at south shows a calc-alkaline magmatic affinity. Concluding, the Monte das Mesas volcanic succession at north shows no relationship with either the succession observed at the southern sector sequence or with that documented for Aljustrel. The volcanic succession in the southern sector of Monte das Mesas shows very mild similarities with the Aljustrel chemostratigraphy. The majority of the volcanic rocks, independently of the sampled sector of Monte das Mesas, denote mineralogical evidence of metasomatic and/or hydrothermal activity prior to the Variscan orogeny. The typical secondary mineral assemblage is composed of k-feldspar, phyllosilicates (sericite>>chlorite), epidote, carbonates and minor to trace amounts of sulfides (e.g. pyrite, pyrrhotite, sphalerite, galena, and chalcopyrite). According to the chlorite-based geothermometers of Jowett (1991), Bourdelle et al., (2015), and Vidal et al., (2001), pre-deformation chlorite formation temperatures are between ~220- 380°C, 280-470°C and 135-400°C, respectively. The higher temperatures (~370-430º) are confined to Fe-enriched chlorites (closer to the chamosite ideal composition), which are subordinate relatively to Mg-rich chlorites (clinochlore). These Fe-rich chlorites are exclusively observed in two samples. In one of them, the Fe-rich chlorites, although very rare, come along with (also very rare and fine-grained) sulfides, namely galena and chalcopyrite; this secondary mineral assemblage, observed in a highly silicified black metapelite, represents an evidence of ore-bearing hydrothermal alteration that should be studied in detailed in the future. Also, post-deformation (non-oriented) chlorite aggregates were examined; the chlorite geothermometer of Vidal et al., (2001) indicate quite low temperatures (130- 180°C) for some of these late-formed chlorites, which can be interpreted as local chemical readjustements. The data obtained throughout this work indicate that no close parallelism can be made between the VSC drilled at Monte das Mesas and Aljustrel, denoting an independent geologic setting that do not preserve fingerprints of a (typical) massive sulfide feeder zone. However, the meaning and spatial distribution of distal signs of hydothermal alteration/mineralization should be futher investigated.Mateus, António Manuel Nunes,1962-Martins, Nelson Amável CabaçoRepositório da Universidade de LisboaCarpinteira, Gabriella Michel2020-12-18T17:23:46Z202020202020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/45459TID:202607062enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:47:20Zoai:repositorio.ul.pt:10451/45459Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:57:53.832869Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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