Geoquímica isotópica (δ13c, δ18o e 87sr/86sr) e elementar das rochas carbon·ticas associadas a fosforitos na regi„o de Fortaleza de Minas, Minas Gerais - Brasil
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Fabrício de Andrade Caxito
Alexandre Uhlein
Isaac Daniel Rudnitzki
Alexandre Uhlein
Isaac Daniel Rudnitzki
Resumo
A sucessão fosforítico-carbonática da região de Fortaleza de Minas, no sudoeste mineiro, foi significativamente afetada pela orogênese brasiliana e apresenta grande complexidade tectônica decorrente da atuação da Nappe de Passos no contexto do Orógeno Brasília meridional. A tectônica, caracterizada por deformação de baixo ângulo, resultou em fenômenos como justaposição e sobreposição de unidades litológicas e inversão estratigráfica, o que dificulta o estabelecimento preciso do posicionamento cronoestratigráfico dessas rochas. Nesse contexto, a região abriga o importante depósito carbonático-fosfatado de Pratápolis. Este jazimento, associado a rochas carbonáticas e embasado pelo Domínio Campos Gerais (Arqueano-Paleoproterozoico), possui reservas estimadas em 5×10⁷ toneladas com teor médio de ~10% P₂O₅, produzindo cerca de 400 mil toneladas/ano de fertilizante. Suas características sugerem possível correlação com outros depósitos carbonático-fosfatados da borda do Orógeno Brasília, como os de Arraias-Campos Belos (TO-GO) e Irecê (BA), ambos correlacionáveis ao Grupo Bambuí. Neste estudo, foram realizadas investigações para caracterizar três seções carbonáticas localizadas aproximadamente 5 km ao sudoeste da área de lavra da MV. A abordagem analítica incluiu: (1) petrografia; (2) geoquímica de rocha total (elementos maiores, traços e terras raras) mediante fusão com metaborato de lítio e ataque com quatro ácidos; (3) lixiviação seletiva de fases carbonáticas com HNO₃ 0,5N; (4) análise de carbono orgânico total; e (5) análises isotópicas (δ¹³C, δ¹⁸O) e radiogênicas (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr). Os resultados revelam que a evolução diagenética promoveu intensa dolomitização e recristalização, com evidências de interação hidrotermal que provavelmente causou remobilização de fósforo. Esses processos são corroborados por: (i) depleção de elementos terras raras pesados (ETRP) e Sr; (ii) valores negativos de δ¹⁸O (-9,26‰); (iii) contrastes nos padrões de terras raras e ítrio (REY+Y) entre amostras de rocha total e material lixiviado. Enquanto as análises de rocha total mostram contribuição detrítica significativa (com atenuação das anomalias de Y), as amostras lixiviadas apresentam razões Y/Ho (34-46) compatíveis com a água do mar e contribuição estuarina. Os dados isotópicos da pedreira Central mostram uma tendência de δ¹³C desde valores levemente negativos na base (-0,94‰) até positivos no topo (+4,37‰), padrão similar ao observado na Formação Sete Lagoas. As razões ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (~0,7076) nas amostras com maior conteúdo de Sr (>900 ppm) reforçam a possível associação com depósitos pós-glaciais Neoproterozoicos, como os da Formação Sete Lagoas e suas unidades correlatas.
Abstract
The phosphoritic-carbonate succession in the Fortaleza de Minas region, in southwestern Minas Gerais, was significantly affected by the Brasiliano orogeny and present great tectonic complexity resulting from the action of the Passos Nappe in the context of the southern Brasília Orogen. This tectonic, characterized by low-angle deformation, resulted in phenomena such as the juxtaposition and overlapping of lithological units and stratigraphic inversion, which complicates the precise establishment of the chronostratigraphic positioning of these rocks. In this context, the region hosts the important carbonate-phosphate deposit of Pratápolis. This deposit, associated with carbonate rocks and underlain by the Campos Gerais Domain (Archean-Paleoproterozoic), has estimated reserves of 5×10⁷ tons with an average grade of ~10% P₂O₅, producing about 400,000 tons/year of fertilizer. Its characteristics suggest a
possible correlation with other carbonate-phosphate deposits on the edge of the Brasília Orogen, such as those of Arraias-Campos Belos (TO-GO) and Irecê (BA), both of which can be correlated to the Bambuí Group. In this study, investigations were carried out to characterize three carbonate sections located approximately 5 km southwest of the MV mining area. The analytical approach included: (1) petrography; (2) whole-rock geochemistry (major, trace, and rare earth elements) using lithium metaborate fusion and a four-acid attack; (3) selective leaching of carbonate phases with 0.5N HNO₃; (4) total organic carbon analysis; and (5) isotopic (δ¹³C, δ¹⁸O) and radiogenic (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) analyses. The results reveal that the diagenetic evolution promoted intense dolomitization and recrystallization, with evidence of hydrothermal interaction that likely caused phosphorus remobilization. These processes are corroborated by:
(i) depletion of heavy rare earth elements (HREE) and Sr; (ii) negative δ¹⁸O values (-9.26‰); (iii) contrasts in the rare earth and yttrium (REY+Y) patterns between whole-rock samples and leached material. While the whole-rock analyses show a significant detrital contribution (with attenuation of Y anomalies), the leached samples exhibit Y/Ho ratios (34-46) compatible with seawater and estuarine contribution. The isotopic data from the Central quarry show a trend of δ¹³C from slightly negative values at the base (-0.94‰) to positive at the top (+4.37‰), a pattern similar to that observed in the Sete Lagoas Formation. The ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (~0.7076) in samples with higher Sr content (>900 ppm) reinforce the possible association with Neoproterozoic postglacial deposits, such as those of the Sete Lagoas Formation and its correlative units.
Assunto
GeoquÌmica – Teses, Geologia isotÛpica – Teses, Geologia estratigráfica – Pré-cambriano – Teses, Terras-raras – Teses, Orogenia – Minas Gerais – Teses
Palavras-chave
Depósitos carbonáticos-fosfatados, Orogenia Brasiliana, Geoquímica isotópica;, Elementos de terras raras;, Neoproterozoico