Características mineralógicas, petrográficas e geoquímicas do depósito de Cu de Tetelo (Mavoio, Maquela do Zombo, Angola)

Tese de mestrado em Geologia Económica (Prospecção Mineral), apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2011A jazida de Tetelo localiza-se na Província do Uíge (NW de Angola), cerca de 1 km a NE do depósito de Mavoio, integrando o Cinturão do Congo Ocidental, um dos cinturões Neoproterozóicos resultantes da fragmentação do supercontinente Rodinia e posterior orogenia Pan-Africana. A mineralização encontra-se hospedada em unidades do Supergrupo do Congo Ocidental, nomeadamente na Formação C5b do Sub-grupo Xisto-Calcário e nas Formações Inkisi e M’Pioka do Subgrupo Xisto-Gresoso, que constituem a parte superior do Grupo Congoliano Ocidental. Em Tetelo, estas unidades são cortadas por duas falhas de direcção geral NE-SW, a mais importante designada por “Falha das Hematites”, prolongando-se por cerca de 100 km para SW de Tetelo. O Subgrupo Xisto-Gresoso é caracterizado essencialmente por rochas meta-areníticas de natureza arcósica a subarcósica, de fonte granitóide, com calibração má a moderada, de grão muito fino a fino e predominantemente sub-anguloso. Na Formação C5b predominam rochas meta-carbonatadas de granularidade variável que registam modificações assinaláveis, derivadas da progressão heterogénea de mecanismos de recristalização dinâmica e/ou dissolução-reprecipitação. O essencial da mineralização desenvolve-se na Formação C5b, sob a forma de minérios semi-maciços e maciços, muito embora também se apresente como disseminações matriciais e a colmatar fracturas. A associação mineral principal inclui pirite, bornite, calcocite, Cu nativo, hematite, goethite e outros hidróxidos de Fe; como acessórios surgem termos análogos a digenite e covelite, calcopirite, tenantite, cuprite e raros sulfuretos de Cu-Co e arsenatos de composição química diversa (Ca, Mg, Cu, V, Y e/ou ETR). Quando hospedada no Subgrupo Xisto-Gresoso a mineralização é bastante incipiente, originando principalmente disseminações e/ou selando pequenas fracturas; verificam-se, todavia, raros domínios de mineralização semi-maciça. A associação mineral principal inclui: pirite, calcocite, hematite, goethite e outros hidróxidos de Fe, surgindo como acessórios, termos análogos a digenite e covelite, calcopirite, bornite, enargite, tenantite, galena, esfalerite e raros sulfo-arsenetos de Pb, sulfossais de Cu-As-Bi-S e Cu-Bi-S e diversas fases minerais de Cu-Pb-As-S. As diferenças existentes entre as mineralizações alojadas nas litologias do Subgrupo Xisto-Gresoso e da Formação C5b, ao nível da intensidade de mineralização e composição mineralógica, parecem dever-se a diferenças no percurso das reacções químicas estabelecidas pela interacção entre os fluidos mineralizantes e as rochas encaixantes de natureza manifestamente distinta; a maior vulnerabilidade química das rochas de natureza carbonatada permite o reforço destas diferenças aquando da oxidação heterogénea de todo o conjunto por circulação de fluidos meteóricos tardios. Os estudos de química mineral mostram que, independentemente da natureza do encaixante e do contexto textural em que se encontram, as fases minerais apresentam composições relativamente homogéneas, com desvios muito pouco significativos à estequiometria ideal; as únicas excepções prendem-se com os sulfuretos de Cu e Cu-Fe, por força da sua capacidade de formar extensas soluções sólidas dentro do sistema Cu-Fe-S. A mineralização é indubitavelmente epigenética e de carácter polifásico, apresentando características análogas às de outros depósitos epigenéticos discordantes de Cu-Zn-Pb hospedados nos cinturões Neoproterozóicos de Damara e Lufiliano. A precipitação das fases sulfuretadas parece resultar da instabilização dos agentes de complexação dos metais transportados em solução pelos fluidos hidrotermais (de natureza crustal, salinos e de pH ácido); esta instabilização dever-se-á à alteração das condições físico-químicas dos fluidos por reacções de neutralização entre os mesmos e as rochas hospedeiras de natureza carbonatada e siliciclástica. A sustentação do processo mineralizante deverá relacionar-se com a circulação periódica destes fluidos, favorecida pela recorrência de eventos de deformação frágil, desencadeada por sucessivos ciclos sísmicos experimentados pela “Falha da Hematite”, ao longo do tempo. As relações texturais e composição química das fases minerais sugerem importantes variações da composição química dos fluidos mineralizantes ao longo do tempo caracterizando-se (a nível dos elementos maiores) por: uma fase inicial de Fe (+-Cu), responsável pela precipitação de pirite (+-calcopirite), seguida de uma outra de Cu e As, marcada pela precipitação de tenantite (+-enargite) e calcopirite, esta última frequentemente em substituição dos agregados anteriores de pirite; fases subsequentes, caracterizadas pela entrada no sistema de Cu(+-Zn+-Pb), promoveram a precipitação de esfalerite e a substituição das fases sulfuretadas anteriores por fases progressivamente mais ricas em Cu e/ou Pb. A circulação tardia de águas meteóricas terá desestabilizado as fases sulfuretadas, levando à precipitação de (hidr)óxidos de Fe e Cu nativo (+-cuprite+-arsenatos). O estudo comparativo da evolução tectono-sedimentar dos cinturões do Congo Ocidental, Damara (Namíbia) e Lufiliano (República Democrática do Congo e Zâmbia) não exclui a possibilidade de ocorrência de mineralizações estratiformes de Cu-Co nos domínios meta-sedimentares Neoproterozóicos do território Angolano.The Tetelo mineral deposit is located in the Uíge Province (NW Angola), about 1 km NE from the Mavoio ore deposit, being part of the West Congo Belt, one of the Neoproterozoic belts formed as the result of Rodinia’s supercontinent breakup and later Pan-African Orogeny. It is hosted by the West Congo Supergroup lithostratigraphic units, namely the C5b Formation of Xisto-Calcário Subgroup and the Inkisi and M’Pioka Formations of Xisto-Gresoso Subgroup, making up the upper section of the West Congolian Group. In Tetelo these units are intersected by two NE-SW faults, the main one, traced for about 100 km SW of Tetelo, named as Falha das Hematites. The Xisto-Gresoso Subgroup is mainly characterized by meta-arkosic to meta-subarkosic sandstones of a granitoid source, with bad to moderate calibration, fine to very fine grained and mainly sub-angular grains. The C5b Formation is dominated by meta-calcareous rocks of variable granularity, presenting remarkable modifications due to heterogeneous progression of dynamic recrystalization and/or reprecipitation-dissolution mechanisms. The C5b Formation hosts most part of the mineralization as semi-massive to massive ores, though it can also occur as matrix disseminations or as fracture fillings. The main mineral association includes pyrite, bornite, chalcocite, native Cu, hematite, goethite and other Fe-hydroxides; as accessory minerals appear digenite and covelite, chalcopyrite, tennantite, cuprite, and rare Cu-Co sulphides and chemically diverse arsenates (Ca, Mg, Cu, V, Y and/or REE). The mineralization is rather incipient when hosted by the Xisto-Gresoso Subgroup rocks, developed essentially as disseminations and/or micro-fracture fillings, although, rarely, it can be found as semi-massive ore. The main mineral association includes pyrite, chalcocite, hematite, goethite and other Fe-hydroxides; as accessory minerals appear digenite and covelite, chalcopyrite, bornite, tennantite, enargite, sphalerite, galena and rare Pb-sulphoarsenides, Cu-As-Bi-S and Cu-Bi-S sulphosalts and diverse Cu-Pb-As-S minerals. Differences shown by the mineralization hosted in the Xisto-Gresoso Subgroup and in the C5b Formation, regarding their intensity and mineralogical composition, seem to be due to different chemical reaction pathways established between mineralizing fluids and host rocks of very different compositions; these are later enhanced by heterogeneous oxidation of the host rocks, due to the higher chemical vulnerability of carbonate rocks during meteoric water circulation. Microprobe results show rather homogeneous compositions of the minerals, with little deviations to their ideal stoichiometry, whatever the host rock composition or textural context; the only exceptions are the Cu and Cu-Fe sulphides due to their ability to form wide solid-solutions within the Cu-Fe-S system. The mineralization is undoubtedly epigenetic and polifasic, sharing many characteristics with other fault-related Cu-Zn-Pb deposits of Damara (Namibia) and Lufilian (Democratic Republic of Congo and Zambia) belts. The destabilization of metal complexes that are transported by hydrothermal fluids (of crustal source, saline and acid pH) leads to sulphide precipitation as the outcome of buffering reactions established between the fluids and the carbonate and siliciclastic host rocks. The sustainability of the mineralizing process seems to relate with periodic fluid flow favored by fragile deformational events induced by recurrent seismic cycles of Falha das Hematites throughout time. Minerals textural relations and chemical composition suggest wide chemical composition variability of the mineralizing fluids throughout time, characterized by the following (concerning major chemical elements): an initial Fe (+-Cu) stage, responsible for pyrite (+-chalcopyrite) precipitation, followed by precipitation of tennantite+-enargite and chalcopyrite from a Cu and As phase, the latter commonly substitutes the former pyrite aggregates; subsequent Cu(+-Zn+-Pb) phases promoted sphalerite precipitation and substitution of the early sulphide phases by progressively enriched Cu- and/or Pb-minerals. Late meteoric water circulation lead to the precipitation of Fe-(hydr)oxides and native Cu (+-cuprite+-arsenates), by destabilization of the previous sulphide phases. The comparative study of the tectono-sedimentary evolution of West Congo, Damara and Lufilian belts do not rule out the possible occurrence of Cu-Co stratiform mineralizations in the Neoproterozoic meta-sedimentary domains of the Angolan territory