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Type: Tese
Title: Quartzo ametista nos ambientes vulcano-basáltico, granito-pegmatítico e quartzo-hidrotermal: geologia, mineralogia e gênese dos depósitos em Minas Gerais
Other Titles: Amethyst quartz in volcano-basaltic, granite-pegmatite and quartz-hydrothermal genetic environments: geology, mineralogy and genesis of deposits in Minas Gerais
Authors: Coralie Heinis Dias
First Advisor: Mario Luiz de Sá Carneiro Chaves
metadata.dc.contributor.advisor2: Rosaline Cristina Figueiredo e Silva
First Referee: Paulo Roberto Gomes Brandão
Second Referee: Jorge Geraldo Roncato Júnior
Third Referee: Janaina Bastos Depeanti
metadata.dc.contributor.referee4: Lucília Aparecida Ramos de Oliveira
Abstract: Em Minas Gerais, depósitos de quartzo ametista ocorrem associados a três principais ambientes geológicos: (1) cavidades de basaltos (geodos) da Formação Serra Geral, na região do Triângulo Mineiro; (2) pegmatitos da Província Pegmatítica Oriental do Brasil, no nordeste do Estado, e; (3) veios hidrotermais de quartzo, como aqueles associados à Serra do Espinhaço e suas adjacências. Com o objetivo de investigar as diferenças mineralógicas e genéticas em ametistas formadas nos ambientes geológicos citados, foram estudados depósitos e ocorrências de ametista conhecidos em cada um desses ambientes de formação. Análises geoquímicas sobre basaltos da Formação Serra Geral indicaram que tais rochas apresentam altos teores de Ti e baixos de voláteis, tratando-se de rochas quimicamente similares às encaixantes dos depósitos de classe mundial presentes na região do Alto Rio Uruguai (Rio Grande do Sul), embora estas últimas apresentem quantidades maiores de voláteis. Os depósitos de ametista em pegmatitos de Minas Gerais não têm sido localizados com exatidão, e assim estudou-se uma ocorrência em Pancas (Espírito Santo), próximo à fronteira com Minas Gerais. Os depósitos inseridos em unidades do Supergrupo Espinhaço são os de Grão Mogol e Buenópolis. Nas adjacências, o depósito de Felício dos Santos insere-se em unidades do Grupo Macaúbas, enquanto a jazida de Montezuma ocorre no contexto do Grupo Santo Onofre. Com o objetivo de obter dados relativos às diferentes condições de cristalização do mineral, estudos petrográficos e microtermométricos em inclusões fluidas foram conduzidos em amostras de ametista de algumas destas localidades. As ametistas de cavidades de basaltos apresentaram apenas inclusões fluidas aquosas monofásicas, que sugerem um ambiente de formação de baixa temperatura. No caso das ametistas de veios hidrotermais e de pegmatito, as inclusões fluidas podem ser aquosas monofásicas, aquosas bifásicas, aquocarbônicas trifásicas ou ainda aquosas trifásicas, com a presença de halita. A composição carbônica do sistema H2O-CO2-NaCl foi confirmada por análises de espectroscopia Raman, e sugere uma fonte metamórfica ou magmática para os fluidos. Amostras de veios hidrotermais mostram valores de salinidade variando entre 2,4 e 9,7% eq. NaCl, representando fluidos de salinidade baixa a moderada. Com base nas temperaturas de homogeneização obtidas pelos ensaios de aquecimento, foram consideradas no mínimo duas gerações de fluidos nestas amostras. A primeira apresentou temperaturas mínimas de aprisionamento variando entre 249°C e 391°C, enquanto a segunda registrou temperaturas entre 82°C e 203°C. Inclusões fluidas aprisionadas em ametista de pegmatito apresentam salinidades moderadas com a maior parte dos valores entre 15 e 25% eq. NaCl, refletindo elevados conteúdos de sais nos fluidos formadores de pegmatitos. Também foram interpretadas duas diferentes gerações de fluidos, em que a primeira apresentou temperaturas mínimas de aprisionamento entre 268°C e 375°C e a segunda entre 125°C e 247°C. Ametista dos ambientes hidrotermal e pegmatítico pode apresentar inclusões sólidas de hematita, indicando um fluido mineralizante rico em ferro e assim sugerindo uma possível origem magmática para o fluido. A fim de contribuir com o entendimento das causas da cor na ametista, estudos analíticos de amostras em estado natural, após irradiação por raios gama e tratamentos térmicos foram realizados com as técnicas de absorção ótica e ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Das medidas de absorção ótica, observou-se que o aquecimento elimina ou atenua as bandas inicialmente presentes próximas de 375 nm e 530 nm, e a irradiação promove o reaparecimento ou intensificação destas bandas, relacionadas aos centros de cor da ametista. As análises de EPR mostraram que a irradiação elimina vários sinais atribuídos a centros relacionados com impurezas de Fe3+, e intensifica um sinal isotrópico próximo a 340 mT, principalmente nas amostras que adquiriram cor violeta mais intensa. Após aquecimento a 450° C, os sinais próximos de 340 mT desaparecem. As mudanças nas linhas após os tratamentos realizados podem estar relacionadas à conversão de íons Fe3+ em Fe4+, resultando no aparecimento ou remoção da cor.
Abstract: In Minas Gerais State, amethyst quartz deposits occur associated to three different geological environments: (1) cavities within basalts (geodes) of the Serra Geral Formation, in Triângulo Mineiro region; (2) pegmatites from the Eastern Brazilian Pegmatite Province, at northeast of the State, and; (3) hydrothermal quartz veins, such as those associated to the Espinhaço Mountain Range and vicinities. In order to investigate mineralogical and genetic differences in amethyst from environments cited above, amethyst deposits and occurrences were studied in each one of the geologic environments. Geochemical analyses on basalts from the Serra Geral Formation indicated that such rocks have high titanium content and low volatiles. They also revealed chemical similarity to the host rocks of the world class deposits present at Rio Grande do Sul State, although those latter have higher volatiles contents. Amethyst deposits in pegmatite from Minas Gerais have not been exactly localized, so one occurrence from Pancas (Espírito Santo State), close to the boundary of Minas Gerais State, was studied. The deposits located in Espinhaço Supergroup unities are those from Grão Mogol and Buenópolis. In the vicinities, the deposit from Felício dos Santos is inserted in Macaúbas Group unities, whereas the Montezuma Mine occur within the context of the Santo Onofre Group. In order to obtain data relative to the crystallization conditions of this mineral in that different genetic environments, fluid inclusion studies including petrography and microtermometry have been conducted in amethyst samples from some of those localities. Amethysts from basalt cavities showed only aqueous one-phase inclusions, suggesting a low temperature formation environment. With respect to amethyst from hydrothermal veins and pegmatite, fluid inclusions can be either aqueous one-phase, aqueous two-phase, aquocarbonic three-phase or aqueous three-phase, with halite. The carbonic composition of the system H2O-CO2- NaCl was confirmed by Raman spectroscopy analyses, and suggests metamorphic or magmatic source for the fluids. Samples from hydrothermal veins show salinity values varying from 2,4 to 9,7 wt.% NaCl equivalent, representing low to moderate salinity fluids. Based on homogenization temperatures obtained during heating experiments, at least two generations of fluids were considered in these samples. The first one showed minimum trapping temperatures between 249° C and 391°, and the second registered temperatures between 82°C and 203°C. Fluid inclusions trapped in amethyst from a pegmatite body have moderate salinity with most values lying between 15 and 25 wt.% NaCl equivalent, reflecting elevated salt content in pegmatite forming fluids. Two different fluid gengerations were also interpreted, with the first one showing minimum trapping temperatures between 268° C and 375° C and the second from 125°C to 247°C. Amethyst from both hydrothermal vein and pegmatite environments show hematite solid inclusions, indicating that mineralizing fluid was Fe-rich and hence suggesting a possible magmatic origin for the fluid. In order to contribute to the understanding of amethyst causes of color, analytical studies of natural samples as well as gamma ray irradiated and heat-treated samples were conducted using optical absorption and electron paramagnetic resonance (EPR) techniques. From optical absorption analyses, it was observed that heating eliminates or attenuates bands initially present close to 375 and 530 nm, and irradiation restores or intensifies such bands, related to amethyst color centers. EPR analyses showed that irradiation eliminates several signals attributed to centers related to Fe3+ impurities, and reinforces an isotropic signal close to 340 mT, especially in samples which acquired darker violet color. After heating at 450° C, signals close to 340 mT disappear. Changes in signals after treatments conducted in amethyst samples may be related to the conversion of Fe3+ ions into Fe4+ ones, resulting in amethyst color acquisition or disappearance.
Subject: Geologia econômica – Minas Gerais
Mineralogia – Minas Gerais
Inclusões fluidas – Minas Gerais
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: IGC - DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Geologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/46815
Issue Date: 2-Dec-2020
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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