Mineralogia, geoquímica e geocronologia do carbonatito Fazenda Varela (Correia Pinto, SC)

Abstract

O carbonatito Fazenda Varela (CFV) ocorre na parte central do Complexo Alcalino de Lages (CAL), que consiste em vários corpos isolados, distribuídos em uma área de 1.200 km², que intrudiram rochas sedimentares e vulcânicas da Bacia do Paraná durante o Cretáceo e tiveram seus posicionamentos relacionados à reativação de estruturas NE-SW e ENE-WSW do Cinturão Ribeira (Pré-Cambriano). O CFV é o único carbonatito conhecido no CAL, seu posicionamento foi controlado por uma falha NE-SW e, em superfície, ocorre como veios que cortam arenitos arcoseanos da Formação Rio Bonito, formando uma brecha feldspática, afetada por fenitização potássica, cuja zona de ocorrência foi delimitada por geoquímica de solo e sedimentos de corrente. Os dados de solo e sedimento de corrente da área do CFV foram tratados por análise multivariada e integrados com dados regionais. Na parte sudoeste do CAL foram identificadas anomalias com altos teores de P e ETR, comumente observadas em áreas próximas de carbonatitos. O levantamento geofísico (magnetometria e gamaespectrometria) da área do CFV evidenciou a existência de um corpo contínuo, com diâmetro de 600m, sob uma cobertura de rochas sedimentares com 50 m de espessura. Dois outros alvos foram identificados nas proximidades do CFV. Geoquimicamente, as rochas do CFV são magnesiocarbonatito, calciocarbonatito ferruginoso e ferrocarbonatito. A paragênese magmática é composta principalmente por dolomita, Fe-dolomita e ankerita, e subordinadamente por pirocloro, apatita, barita, ortoclásio e quartzo. A paragênese carbotermal é constituída por calcita, ankerita, parisita-(Ce), apatita microcristalina, zircão (grandes cristais poiquilíticos), barita, quartzo e pirita. Veios hidrotermais tardios compostos por calcita, parasita-(Ce) e hematita cortam o CFV e a brecha feldspática. A mineralização de ETR é praticamente restrita à parisita-(Ce) na qual os teores de ETRL chegam a 52% e o padrão de distribuição dos ETR é muito similar àqueles do carbonatito. A apatita carbotermal, classificada como fluorcalcioapatita, possui conteúdos de Sr e Zr (até 1,17 wt% de ZrO2) e Y (até 0,69% em peso de Y2O3) altos, sugerindo que o fluido formador da apatita e do zircão tem afinidade alcalina e pode ter sido misturado ao resíduo carbonatítico tardio. As características gerais do CFV são semelhantes às dos carbonatitos primários do clã nefelinito, incluindo-se as mineralizações de barita, apatita e parisita-(Ce) da fase carbotermal. As altas razões Nb/Ta e Zr/Hf evidenciam processo de cristalização fracionada. A datação por U-Pb de zircão poiquilítico forneceu a idade de 78 ± 1 Ma, que corresponde aos estágios iniciais da evolução do CAL e corrobora o modelo petrogenético de Scheibe.

The Fazenda Varela carbonatite (FVC) occurs in the central part of the Lages Alkaline Complex (LAC), which consists of several isolated bodies distributed over an area of 1,200 km², which intruded sedimentary and volcanic rocks from the Paraná Basin during the Cretaceous and their positions are related to reactivation of NE-SW and ENE-WSW structures of the Ribeira Belt (Precambrian). FVC is the only known carbonatite in LAC, its positioning was controlled by a NE-SW fault and, on the surface, it occurs as veins that cut arcosean sandstones of the Rio Bonito Formation, forming a feldspatic breccia, that was affected by potassic fenitization, whose zone of occurrence was delimited by soil geochemistry and stream sediments. The FVC area soil and stream sediment data were treated by multivariate analysis and integrated with regional data. In the southwestern part of LAC, anomalies with high levels of P and ETR were identified, commonly observed in areas close to carbonatites. The geophysical survey (magnetometry and gamma-ray spectrometry) of the FVC area showed the existence of a continuous body, with a diameter of 600m, under a sedimentary rock cover with 50 m thick. Two other targets were identified in the vicinity of the FVC. Geochemically, the rocks of FVC are magnesiocarbonatite, ferruginous calciocarbonatite and ferrocarbonatite. Magmatic paragenesis is composed mainly of dolomite, Fe-dolomite and ankerite, and subordinately by pyrochlore, apatite, barite, orthoclase and quartz. Carbothermal paragenesis consists of calcite, ankerite, parisite-(Ce), microcrystalline apatite, zircon (large poikilitic crystals), barite, quartz and pyrite. Late hydrothermal veins composed of calcite, parasite-(Ce) and hematite cut CFV and feldspar breccia. REE mineralization is practically restricted to Parisite-(Ce) where LREE contents reach 52% and the distribution pattern of REE is very similar to those of carbonatite. Carbothermal apatite, classified as fluorcalcioapatite, has high Sr and Zr (up to 1.17 wt% ZrO2) and Y (up to 0.69 wt% Y2O3) contents, suggesting that the apatite and zircon forming fluid has alkaline affinity and may have been mixed with the late carbonate residue. The general characteristics of the FVC are similar to those of the nephelinite clan primary carbonatites, including the carbothermal phase barite, apatite and parisite-(Ce) mineralizations. The high Nb / Ta and Zr / Hf ratios show fractional crystallization process. U-Pb dating of poikilitic zircon provided the age of 78 ± 1 Ma, which corresponds to the early stages of LAC evolution and corroborates Scheibe's petrogenetic model.