Estimativa do estado de sulfetação por química mineral da esfalerita do depósito polimetálico Santa Maria, Bacia do Camaquã-RS

Abstract

O depósito Santa Maria (Cu-Zn-Pb) localiza-se no distrito de Minas do Camaquã, a cerca de 3 Km da Mina do Camaquã, sul do município de Caçapava do Sul - RS. As mineralizações da região de Minas do Camaquã estão hospedadas em arenitos e conglomerados da Formação Rincão dos Mouras do Grupo Santa Bárbara – Bacia do Camaquã. Os modelos metalogenéticos propostos para as mineralizações da região de Minas do Camaquã, foram variados e modificados ao longo das últimas décadas. O modelo epitermal é o mais encontrado na literatura recente. Depósitos epitermais são classificados em alta, intermediária ou baixa sulfetação, um espectro contínuo de variações de pH, salinidade e temperatura, entre outras características dos fluidos mineralizantes. A classificação destes depósitos é classicamente feita com base em assembleias minerais características, entretanto tais assembleias nunca foram identificadas com clareza no depósito Santa Maria ou na Mina do Camaquã. Estudos de petrologia experimental realizados desde a década de 1960 demostraram que o conteúdo molar de FeS na esfalerita, quando associada a pirita ou pirrotita, é função da fugacidade do S e da temperatura dos fluidos hidrotermais, servindo portanto, como uma ferramenta alternativa para a classificação de depósitos epitermais. Este trabalho se propôs a estimar o estado de sulfetação do depósito Santa Maria com base no estudo da química mineral da esfalerita. Foram utilizadas nove amostras de zonas mineralizadas retiradas de testemunhos da sondagem. As amostras foram descritas microscopicamente para identificação das assembleias de alteração, também utilizou-se Difratometria de Raios X para caracterização de algumas espécies secundárias. Quatro amostras foram selecionadas para as análises de Microssonda Eletrônica, foram realizadas mais de 350 análises de química mineral pontual, dois perfis e um mapa composicional. Os resultados obtidos revelaram duas espécies de esfalerita, uma primária precipitada diretamente do fluido hidrotermal (esfalerita I) e uma espécie mais tardia (esfalerita II), formada nas bordas e como micro vênulas dentro dos cristais da espécie primária. A origem da esfalerita II é associada ao enriquecimento em Cu, por ação de fluidos carbonáticos nos cristais da espécie primária. Os valores da porcentagem molar de FeS nos cristais de esfalerita I que ocorrem associados a pirita encontrados, variam entre 0,740% e 0,089%, com uma média em 0,281%. As temperaturas homogeneização de inclusões fluidas encontradas na literatura para as esfaleritas do depósito Santa Maria estão entre 117 e 289°C, com uma média em 210°C. Os resultados de química mineral das espécies de esfalerita obtidos neste trabalho, com as temperaturas de formação encontradas na literatura, sugerem que o depósito Santa Maria é do tipo epitermal de sulfetação intermediária a alta.

The Santa Maria deposit (Cu-Zn-Pb) is located in the district of Minas do Camaquã, about 3 Km away from the Camaquã Mine, south of Caçapava do Sul - RS. The mineralizations of the region of Minas do Camaquã are hosted in sandstones and conglomerates of the Rincão dos Mouras Formation of the Santa Bárbara Group - Camaquã Basin. The metallogenetic models proposed for mineralizations in the region of Minas do Camaquã have varied and modified over the last decades. The epithermal model is the most recurring model in recent literature. Epithermal deposits are categorized in high, intermediate or low sulfidation, a continuous spectrum of pH, salinity and temperature variations, among other characteristics of ore-forming fluids. The classification of these deposits is historically based on typical mineral assemblages, however such assemblages have never been clearly identified in the Santa Maria deposit or in the Camaquã Mine. Experimental petrology studies conducted since the 1960s have shown that the molar content of FeS in sphalerite, when associated with pyrite or pyrrhotite, is a function of the fugacity of S and the temperature of hydrothermal fluids, thus serving as an alternate tool for the classification of epithermal deposits. This work aimed at estimating the sulfidation state of the Santa Maria deposit based on the study of sphalerite mineral chemistry. Nine samples of mineralized zones taken from drill holes were used. Samples were described microscopically for identification of alteration assemblages, and X-ray diffractometry was also used to characterize a few secondary species. Four samples were selected for the microprobe analysis. More than 350 punctual mineral chemistry analyzes, two profiles and a compositional map were performed. The results revealed two species of sphalerite: a primary one, precipitated directly from the hydrothermal fluid (sphalerite I) and a later species (sphalerite II), formed at the edges and as micro venules within the crystals of the primary species. The origin of sphalerite II is associated with Cu enrichment, by the action of carbonate fluids in the crystals of the primary species. The molar percentage values of FeS in the sphalerite I crystals that occur associated with the found pyrite range from 0.740% to 0.089%, with an average of 0.281%. The homogenizations temperatures in fluid inclusions found in the literature for the Santa Maria deposit sphalerites are between 117 and 289 ° C, with an average of 210 ° C. The mineral chemistry results of the sphalerite species obtained in this work, along with the formation temperatures found in the literature, suggest that the Santa Maria deposit is an intermediate to high sulfidation epithermal type.