Formação de cromitito do Complexo Jacurici, cráton São Francisco : modelamento petrogenético a partir de simulações com uso do software Melts

Abstract

O Complexo Jacurici é uma intrusão máfica-ultramáfica acamadada localizada no Cráton São Francisco, no estado da Bahia. Possuindo um trend geral N-S e cerca de 70 Km de comprimento por 20 Km de largura, a intrusão segmentada em vários corpos hospeda o maior depósito de cromo do Brasil em uma camada de cromitito que chega a até 8m de espessura. O modelo petrogenético discutido para a intrusão relaciona a gênese do depósito com um conduto magmático onde passou grande volume de magma. A assimilação das encaixantes carbonáticas do Complexo Jacurici é considerado um gatilho para a cristalização exclusiva de cromita e gerando a camada maciça de minério. Esse trabalho teve como objetivo reproduzir esse cenário através de simulações no Software MELTS utilizando dados de química mineral e rocha total do furo I-328-55 do segmento Ipueira Sul. Para isso foram utilizados diferentes métodos para estimativa dos parâmetros físico-químicos e definição do magma parental que deu origem ao Complexo Jacurici. O magma parental foi definido como boninito de alto magnésio (MgO ≅ 18%) com base em forte afinidade geoquímica evidenciada em dados de modelamento de elementos traço. Os parâmetros representativos das condições de cristalização da LUU e MCL foram definidos como: pressão de 7 ou 3 Kbar; fO2 = +2 (ΔFMQ). Foram realizadas 18 simulações referentes à cristalização que antecede a formação do cromitito e 24 simulações referentes à cristalização da camada massiva de minério. Os resultados de simulações apontam que em um regime de conduto, a cristalização de magma boninítico com alto magnésio com fO2 = +2 (ΔFMQ) e pressão = 3 ou 7 Kbar, são capazes de reproduzir a assembleia mineral e teores de forsterita observados nas amostras do complexo. A assimilação de rochas carbonáticas durante o processo de cristalização é capaz de ampliar a janela de cristalização de espinélio como fase única em até 300%, sendo que o melhor cenário foi aquele que considerou pressão de 7 Kbar, fO2 = +2 (ΔFMQ) e entrada de cerca de 30% da massa inicial do sistema em assimilação de encaixantes. Os resultados de química mineral obtidos nessas condições são os mais próximos do que é observado na camada maciça de minério do Complexo Jacurici. Nesse cenário, cristalizam 0,5% da massa inicial do sistema em cromita como fase única. Através de cálculo simples de balanço de massa, nessas condições seria necessária uma coluna de magma de cerca de 1400 m de espessura para cristalização de uma camada de 7 m de cromitito massivo. Tal volume de magma pode ser explicado pela hipótese do regime de conduto já proposta em trabalhos anteriores. Os dados obtidos permitiram definir o magma boninítico de alto magnésio como melhor opção de magma parental, e as simulações demonstraram a influência que a assimilação de encaixantes tem na geração do cromitito, corroborando para a hipótese de atuarem como mecanismo chave na geração do depósito. Recomenda-se simulações adicionais para melhor entendimento e quantificação desse fenômeno.

The Jacurici Complex is a layered mafic-ultramafic intrusion located in São Francisco Craton, in the state of Bahia. Having a general N-S trend and being about 70 Km long to 20 Km wide, the segmented intrusion in several bodies hosts the largest deposit of chromium in Brazil in an 8 m thick chromite layer. The petrogenetic model discussed for the intrusion relates the genesis of the deposit to a magmatic conduit through which a large volume of magma passed. The assimilation of carbonate host rocks from the Jacurici Complex is considered the trigger for the exclusive crystallization of chromite and generation of the massive ore layer. This work had the objective to reproduce this scenario through simulations in MELTS software using mineral chemistry and whole rock data from the I-328-55 bore hole of the Ipueira Sul segment. In order to achieve this, different methods were used to define the physicochemical parameters and parental magma composition that originated the Jacurici Complex. The parental magma was defined as a high magnesium boninite (MgO ≅ 18%) based on strong geochemical affinity evidenced in trace element modeling data. Representative parameters of LUU and MCL crystallization conditions were defined as: pressure of 7 or 3 Kbar; fO2 = +2 (ΔFMQ). 18 simulations were performed reproducing the crystallization that precedes the formation of chromite and 24 simulations were done aiming to achieve the crystallization of the massive ore layer. The simulation results indicate that in a conduit regime, the crystallization of a high magnesium boninitic magma with fO2 = +2 (ΔFMQ) and pressure of 3 or 7 Kbar reproduces the mineral assemblage and forsterite contents observed in the Jacurici Complex samples. The mineral chemistry results obtained under these conditions are the closest to what is observed in the massive ore layer of the Jacurici Complex. In this scenario, 0,5% of the initial mass of the system crystallizes as chromite in a single phase. Through a simple mass balance calculation, under these conditions, a column of magma about 1400 m thick would be required to crystallize a 7 m layer of massive chromite. Such volume of magma can be explained by the hypothesis of a conduit regime already proposed in previous works. The data obtained in this work defined a high magnesium boninitic magma as the best parental magma option for Jacurici. Complex intrusion, and simulations demonstrated the influence that the host rocks assimilation has on the generation of chromite, corroborating the hypothesis that they act as a key mechanism in the generation of the deposit. Additional simulations are recommended for a better understanding and quantification of this phenomenon.