Alteração hidrotermal no contexto da evolução geológica do maciço alcalino de Pocos de Caldas, MG-SP

O Maciço Alcalino de Poços de Caldas ocupa 800 km², sendo que aproximadamente um quarto desta área encontra-se alterada por ação hidrotermal, proporção incomum quando comparada aos demais maciços alcalinos conhecidos no mundo. A alteração hidrotermal está associada às mineralizações de Zr, U e Mo do pIanalto, predominantemente localizadas na sua porção centro-sul , na chamada \"estrutura circular centro-leste\". AIi, a coloração típica da rocha alterada e do solo, regionalmente denominados de \"rocha potássica\", é bege esbranquiçado a creme claro. A Mina Osamu Utsumi, também conhecida como a jazida de urânio do Campo do Cercado, situa-se a 25 km ao sul da cidade de Poços de Caldas e foi explorada, de 1977 até 1989, pelo método da cava a céu aberto. A área da mina é um complexo conduto de brechas (\"breccia pipe\"), mais ou menos irregular, encaixado em fonólitos e nefelina sienitos, os primeiros predominantes nas porções W e N-NE, e os segundos, nas porções E e S-SE. Também são encontrados pequenos corpos de pseudoleucita fonólitos e diques de biotita lamprófiros. As brechas que constituem o conduto central são, na realidade, aglomerados polimícticos, de textura sustentada por clastos e matriz, com fragmentos de dimensões desde decimétricas e métricas. A matriz também é formada por fragmentos de várias dimensões. As brechas marginais (oligomícticas) apresentam textura sustentada por clastos: nas brechas do tipo \"craquelée\" a movimentação dos fragmentos é quase nula, enquanto que nas brechas de fragmentação (\"shatter breccias\") os fragmentos encontram-se afastados entre si, por movimentação e rotação, gerando-se, assim, \"poros\" (vazios) angulosos. As características da mineralização primária variam com a profundidade; nas áreas mais profundas (zona reduzida), são encontrados predominantemente na matriz e nos interstícios das brechas zircão, pechblenda, esfalerita, galena e principalmente minerais de Mo, pirita e fluorita. A mineralização secundária formou-se pelo avanço da frente de oxiredução, sendo que os teores mais elevados de U encontram-se imediatamente abaixo desta. Os óxidos de U que aí precipitam são uraninita e pechblenda. A alteração hidrotermal é responsável pela transformação da nefelina em illita (politipos 1M e 2M) e pela reconstituição textural do feldspato potássico (ortoclásio a microclínio intermediário de alta triclinicidade), que agora apresenta aspecto \"pulverulento\", com inclusões de óxidos de Fe, de illita e grande quantidade de inclusões fluidas. A presença anterior de minerais máficos é inferida pela concentração de minúsculos grãos de minerais opacos, illita, carbonatos, e argilominerais do grupo das esmectitas. A alteração hidrotermal não oblitera a textura original da rocha, o que permite esboçar um esquema de perdas e ganhos (balanço geoquímico) , através do cálculo isovolume. Caracterizam-se perdas reais para N\'a IND. 2\'O, F\'e IND. 2\' \'O IND. 3\', FeO, CaO, MgO e MnO e ganho principal para \'K IND. 2\'O, Um rápido cálculo mostra que a transformação de 1000 g de rocha fresca em rocha alterada envolve a perda de 31 g de N\'a IND. 2\'O e o ganho de 10 g de \'K IND. 2\'O. Parte-se do pressuposto de que o mecanismo de colocação das rochas alcalinas do Maciço de Poços de Caldas foi semelhante ao modelo de \"caldeira ressurgente\". As primeiras manifestações magmáticas foram as rochas piroclásticas e os derrames, hoje preservados apenas no Vale do Quartel. Segue-se a intrusão subvulcânica, principalmente de egirina fonólitos e fonólitos porfiríticos, com a formação dos anéis topográficos que delimitam boa parte do perímetro do maciço. Nefelina sienitos devem ter-se cristalizado a temperaturas entre 500 e 800 °C; pseudoleucita fonóIitos e fonólitos afíricos constituem corpos menores. Em algum momento da história evolutiva, deve ter havido uma nova intrusão de magma (que gerou a \"estrutura circular centro-leste\"?) nas rochas já bastante resfriadas (300-400 ºC), o que provocou seu brechamento, segundo o modelo de geração de corpos de \"porphyry copper\". O brechamento facilitou a circulação de fluidos que promoveram a remoção e dlstribuição de calor. Dever-se-ia esperar uma sequência de minerais de alteração adaptada a temperaturas em contínuo decréscimo; entretanto, apenas illita e feldspato alcalino são observados nas porções do planalto alteradas por ação hidrotermal, e sua formação parece ter sido controlada mais fortemente por fatores cinéticos do que térmicos. A circulação irrestrita de fluidos hidrotermais relativamente mais quentes ter-se-ia dado no início do processo, diminuindo imediatamente após o resfriamento da área brechada (e do corpo magmático subjacente), levando o sistema a patamares cinéticos que inviabilizariam alterações hidrotermais posteriores. Sucedeu-se a alteração intempérica, que produziu caulinita, gibbsita, oxidação de minerais, etc., e destruição da textura original da rocha; foi pouco eficiente na geração de novos minerais, mas muito eficiente na redistribuição dos elementos Zr, U e Mo, na transformação de pirita em óxidos e hidróxidos e na destruição de fluorita na zona oxidada.The Poços de Caldas Alkaline Massif covers 800 km², a quarter of which is hydrothermally altered. Such proportion is uncommon, when compared to the known alkaline massifs of the world. The hydrothermal alteration is associated with Zr, U and Mo mineralizations which are predominantly located in the central-southern portion of the massif, in the \"central-eastern circular structure\". The colour of the altered rock (and its soil) in that area is typically whitish beige to yellowish white and is regionally called \"potassic rock\". The Osamu Utsumi Mine, also referred to as the uranium ore of Campo do Cercado, is located 25 km to the south of Poços de Caldas City and was explored, from 1977 to 1989, through the open pit method. The mine area is a more or less irregular, complex breccia pipe, enclosed by phonolites and nepheline syenites, the former occupying the former occupying the W and N-NE and the latter, the E and S-SE portions of the mine. Small bodies of pseudoleucite phonolites and biotite lamprophyres also occur. The breccias that constitute the central vent are actually polymictic, clast-matrix supported agglomerates, with fragments of decimetric to metric dimensions. The matrix is also formed by fragments of several sizes. The marginal breccias are oligomictic and clast supported: in the \"craquelée\" type the movement of the fragments was almost inexistent, while in the shatter breccias, the fragments are slightly set apart, show-ing angular voids. The characteristics of the primary mineralization vary with depth; in the deepest portions (reduced zone), zircon, pitchblende, sphalerite, galena and mainly Mo minerals, pyrite and fluorite are found in the matrix and in the interstices of the breccias. The secondary mineralization was formed by the advancing movement of the oxidation-reduction front. The highest grades are found immediately below such front. The U oxides that precipitate are uraninite and pitchblende. The hydrothermal alteration is responsible for the transformation of nepheline in illite (1M and 2M polytypes) and for the textural reconstruction of the potassic feldspar (orthoclase to intermediate microcline of high triclinicity), which now presents a dusty appearance, with oxides, illite and fluid inclusions. The previous existence of mafic minerals is inferred from the concentrations of tiny grains of opaque minerals, illite, carbonates and clay minerals of the smectite group. The hydrothermal alteration does not destroy the original texture of the rock. It is possible to draw a gain and loss scheme (geochemical balance) assuming isovolumetric alteration. The real losses are of N\'a IND. 2\'O, F\'e IND. 2\'\'O IND. 3\', FeO, CaO, MgO and MnO, and the gain is of \'K IND. 2\'O. A simple reckroning shows that the transformation of 1,000 g of fresh rock in altered rock involves the loss of 31 g of N\'a IND. 2\'O and the gain of 10 g of \'K IND. 2\'O. It is supposed that the Poços de Caldas Massif emplacement was similar to the Smith & Bailey\'s resurgent cauldron model. The first magmatic manifestations were the pyroclastic rocks and lava flows, presently only preserved in the Vale do Quartel. A subvolcanic intrusion followed, mainly of aegirine and porphyritic phonolites, forming the topographic rings that almost completely outline the massif\'s perimeter. Nepheline syenites crystallized at temperatures of 500 - 800 °C; pseudoleucite phonolites and aphyric phonolites formed smaller bodies. Later in the emplacement history, a new influx of magma occurred (wich produced the \"central-eastern structure\"?) into already cooler rocks (300-400°C), which caused their brecciation (similar to the model of formation of porphyry copper bodies). Fluids could easily circulate, removing and redistributing heat. A sequence of alternation minerals adapted to lowering temperatures should be expected; however, only illite and alkaline feldspar are observed in the hydrothermally altered portions of the massif, and their formation must have been controlled mainly by kinetic, other than thermal factors. The irresistrictive circulation of relatively hotter hydrothermal fluids must have happened at the beginning of the process, diminishing immediately after the cooling of the brecciated areas (and the subjacent magmatic body), leading the system to kinetic levels that made subsequent hydrothermal alternation impossible. Then, weathering followed, producing kaolinite, gibbsite, oxidation of opaque minerals, etc., and destroying the original texture of the rock; it was inefficient in the production of new minerals, but very efficient in the redistribution of elements such as Zr, U and Mo, the transformation of pyrite in oxides and hydroxides and destruction of fluorite in the oxidated zone