Orientador: Alfonso Schrank

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias

Resumo: Os grandes depósitos de ferro de Carajás pertencem à Formação Carajás, uma espessa (100-400m) formação ferrífera bandada e laminada(jaspilito), localizada no Estado do Pará, norte do Brasil. Esta formação aflora quase continuamente por, pelo menos, 260km, em 60 depósitos, distribuídos em...

Resumo: Os grandes depósitos de ferro de Carajás pertencem à Formação Carajás, uma espessa (100-400m) formação ferrífera bandada e laminada(jaspilito), localizada no Estado do Pará, norte do Brasil. Esta formação aflora quase continuamente por, pelo menos, 260km, em 60 depósitos, distribuídos em três serras principais, São Félix, Leste e Carajás. A última é uma estrutura sinformal sub-dividida em serras Sul e Norte. Este trabalho envolveu mapeamento, levantamento estratigráfico e amostragem para estudos petrográficos, geoquímicos, isotópicos e geocronológicos na Serra Norte, onde a mineração está em atividade e há bancadas e sondagens disponíveis. Entre 2.754 e 2.744 Ma foram depositados, na razão de ~ 22m/Ma, níveis (4 µm a 3 cm) de chert ou jaspe, alternados com magnetita-maghemita-hematita, a profundidades de 100-200m, localmente afetados por correntes de fundo. Esse sedimento químico hidroplástico precipitou por supersaturação (Si) e oxidação (Fe) a partir de águas de ressurgência, sendo que, sua base recebeu maior contribuição de águas de fontes hidrotermais (SREE=6,66; Eu*=3,54; (La/Yb)N=1,52) que o topo (SREE= 3,89; Eu*=3,18; (La/Yb )N=0,66). Também, os teores de elementos maiores mostram maior variabilidade na base que no topo. O jaspilito de Carajás tem duas vezes mais Ga (21ppm), Bi (6ppm) e Pb (18ppm) e sete vezes mais Sb (7ppm) que a média mundial de rochas similares. A oxidação do Fe pode ter sido promovida por atividade orgânica, evidenciada pelos delicados esferulitos de parede dupla e preservação de kerogênio em siltitos de unidade pouco mais jovem. Uma localizada carbonatização hidrotermal afetou o jaspilito, produzindo d¹³C médio de -4,3 ¿PDB e dois grupos de d18O (+24,9 a +15,4 e +12,8 a +6,6¿SMOW). São mínimos os registros de metamorfismo nessas rochas. O trabalho regional, a compilação bibliográfica e as correlações da Formação Carajás com unidades sobrejacentes das minas do Bahia e Azul permitem propor um modelo evolutivo para a Bacia Grão Pará, iniciando com um rifteamento intracontinental, marcado por um vulcanismo basaltico tholeiítico, com contaminação crustal (2,76 Ga ¿ U-Pb em zircão). O segundo estágio foi a deposição da Formação Carajás sobre uma plataforma continental marinha, ampla, calma e influenciada pela ressurgência de águas ricas em Fe e Si. Em um terceiro estágio, essa unidade foi recoberta por vulcânicas associadas com sedimentação elástica (2,74 Ga - Pb-Pb em zircão). O quarto estágio compreende a instalação de outro ambiente de plataforma continental onde se depositaram elásticas e carbonáticas (2,68 Ga - U-Pb em zircão). Inversão da Bacia e deposição fluvial fecham essa evolução

Abstract: The large Carajás iron ores belongs to the Carajás formation, which is a 100-400m thick banded and laminated iron formation (jaspilite), located at Pará state in North Brazil. This almost continuous formation outcrops for at least 260km, in 60 ore deposits, distributed in three main...

Abstract: The large Carajás iron ores belongs to the Carajás formation, which is a 100-400m thick banded and laminated iron formation (jaspilite), located at Pará state in North Brazil. This almost continuous formation outcrops for at least 260km, in 60 ore deposits, distributed in three main ridges, São Felix, Leste and Carajás. The last one is a sinformal structure sub-divided in South and North ridges. This work was carried out on detailed mapping, stratigraphic raising and petrographic, geochemical, isotopic and geochronological sampling of the North ridge, where the mining activity is currently running and bench and drill-core are available. Levels (4 µm to 3 cm) composed by chert or jasper alternated with magnetite-maghemite-hematite was deposed between 2,754 and 2,744 Ma (22m/Ma) at depths of 100-200m, locally affected by bottom currents. This hydroplastic chemical sediments precipitated by supersaturation (Si) and oxidation (Fe) from upwelling waters where the base was richer in hydrothermal source waters (SREE=6,66; Eu*=3,54; (La/Yb)N=I,52 ) than the top (SREE= 3,89; Eu*=3,18; (La/Yb) N =O,66). Besides, the major elements content have more variability at base than topo The Carajás jaspilite have twice Ga (21ppm), Bi (6ppm), Pb (18ppm) and seven times Sb (7ppm) than the world average for similar rocks. The Fe oxidation may have be promoted by organic activity, attested by delicate double wall spherulites and kerogen preservation in siltstones of a light younger unit. Local hydrothermal carbonatization has affected the jaspilite producing d13C mean of -4.3¿PDB and two groups of d18O (+24,9 to +15,4 and +12,8 to +6,6¿SMOW). Otherwise, metamorphic imprints on this rocks are minimal. Regional work, bibliographic compilation and correlations of the Carajás formation with overlying units of Bahia and Azul mines leaves to propose a evolutionary model for the Grão Pará Basin, initiated as a intracontinental rifting stage, marked by crustal contaminated tholeiitic basalt volcanism (2.76 Ga - Pb-Pb zircon ages). The second stage was the deposition of the Carajás formation over a wide, quiet marine continental shelf, influenced by upwelling of Fe-Si rich waters. In a third stage, the last was recovered by volcanics associated with dastic sedimentation (2.74 Ga - Pb-Pb zircon ages). The fourth stage comprises the installation of another continental shelf environment, where clastics and carbonate rocks has deposed (2.68 Ga - U-Pb zircon ages). Basin inversion and fluvial deposition doses the evolution