Estudo geoqu?mico e isot?pico de amostras de itabiritos dos sinclinais Gandarela e Ouro Fino, Quadril?tero Ferr?fero.

Programa de P?s-Gradua??o em Evolu??o Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Forma??es ferr?feras s?o rochas sedimentares que foram depositadas essencialmente no Pr?-cambriano, ricas em ferro que cont?m informa??es sobre a composi??o da ?gua do mar antiga, da evolu??o da vida e dos processos ocorridos no sistema da Terra primitiva. A forma??o ferr?fera de margem continental (tipo Lago Superior) da Forma??o Cau?, Quadril?tero Ferr?fero, Brasil, compreende um metassedimento qu?mico rico em ferro que foi alterado durante a circula??o hidrotermal de fluidos basais, metamorfismo de f?cies xisto verde a anfibolito, e enriquecimento superg?nico do ferro. O objetivo deste trabalho ? desenvolver e implementar m?todos para a determina??o de elementos-tra?o, especialmente os elementos terras raras (ETR) em amostras de itabiritos, e interpretar o comportamento do fracionamento do ferro (? 56Fe) e dos ETR na Forma??o Ferr?fera Cau? em um contexto diagen?tico, hidrotermal e metam?rfico. O m?todo implementado para an?lise de tra?os por ICP-MS ap?s dissolu??o ?cida e a metodologia desenvolvida para determina??o de ETR por LA-ICP-MS se mostraram adequados ao uso pretendido. An?lises litogeoqu?micas baseadas na parag?nese de amostras de dois testemunhos de sondagem com diferentes graus de altera??o destacam a import?ncia dos processos hidrotermais, metam?rficos e superg?nicos nas composi??es de REE e ?56Fe da forma??o de ferr?fera. O primeiro furo de sondagem ? proveniente do Sinclinal Ouro Fino (SOF) e apresenta litof?cies menos alteradas na base, seguidas de outras que sofreram altera??o hidrotermal e superg?nica. O segundo furo ? proveniente do Sinclinal Gandarela (SG) e possui itabiritos intensamente alterados por fluidos hidrotermais, enriquecimento superg?nico e intemperismo. O efeito do enriquecimento do ferro e do intemperismo ? melhor capturado ao longo do perfil de profundidade de cada furo pela rela??o inversa entre SiO2 e Fe2O3. Os valores de SiO2 s?o mais baixos e os valores de Fe2O3 mais altos perto da superf?cie. A presen?a de goethita a 500 m registra a profundidade m?xima desses processos no subsolo. As anomalias ETR e Y das litof?cies mais profundas e menos alteradas em ambos os n?cleos s?o t?picas de deposi??o em uma coluna de ?gua redox estratificada. As litof?cies intemperisadas apresentam diversas altera??es nos padr?es de ETR, anomalias de Ce e aus?ncia de anomalias de Y, causadas principalmente pela percola??o de fluidos. A mudan?a na composi??o isot?pica do ferro com profundidade ? mais complexa. Os valores mais negativos do SOF podem refletir a redu??o dissimilat?ria microbiana do Fe, e os valores positivos do SG podem estar relacionados ? oxida??o parcial do Fe2+ entre a fonte hidrotermal de ferro e os (hidr)?xidos de ferro. No entanto, quando interpretados em conjunto com dados mineral?gicos e de ETR, esses dados provavelmente registram os v?rios processos de altera??o que afetaram a Forma??o Ferr?fera Cau?. Tais achados ressaltam a import?ncia do acoplamento da an?lise sedimentol?gica com qu?mica elementar e isot?pica para entender a deposi??o da forma??o ferr?fera e processos de forma??o de min?rio de ferro.Iron formation is a Precambrian, Fe-rich, biochemical sedimentary rock that contains information about the composition of ancient seawater, the evolution of life, and the feedback processes that regulated the early Earth system. The continental margin (Superior-type) iron formation of the Cau? Formation, Iron Quadrangle, Brazil, comprises a laminated, magnetite-rich chemical meta-mudstone that was altered during hydrothermal circulation of basinal fluids, greenschist to amphibolite facies metamorphism, and subsequent supergene enrichment of Fe. The purpose of this work is to develop and implement methods for determination of trace elements, especially rare earth elements (REE), in itabirite samples, and to interpret the rare-earth elements plus yttrium (REE+Y) and ? 56Fe composition of continental margin iron formation from the Cau? Formation, in diagenetic, hydrothermal, and metamorphic context. The proposed method for trace elements analysis by ICP-MS after acid dissolution and the developed methodology for determination of REE by LA-ICP-MS show to be suitable for the intended use. Paragenesis-based lithogeochemical analyses of two drill cores with contrasting alteration styles highlight the importance of hydrothermal, metamorphic, and supergene processes on REE+Y and ?56Fe compositions of iron formation. The first core is from the Ouro Fino Syncline (OFS) and presents less altered lithofacies at the base, followed by others that have undergone hydrothermal and supergenic alteration. The second core comes from the Gandarela Syncline (SG) and has itabirites intensely altered by hydrothermal fluids, supergenic enrichment and weathering. The effect of supergene enrichment and weathering is best captured along the depth profile of each core by the inverse relationship between SiO2 and Fe2O3; SiO2 values are lowest and Fe2O3 values highest near the surface. The presence of goethite to 500 m records the maximum depth of these processes in the subsurface. The REE+Y, and Y anomalies from the deepest and least altered lithofacies in both cores are typical of deposition in a redox-stratified water column. The weathered lithofacies show several changes in the REE+Y patterns, Ce anomalies and absence of Y anomalies, caused mainly by fluid percolation. The change in Fe isotopic composition with depth is more complex. The most negative values from the OFS could reflect synsedimentary microbial dissimilatory Fe reduction, and the positive values from the GS may be related to partial Fe2+ oxidation between the hydrothermal Fe source and Fe-(oxyhydr)oxides. However, when interpreted together with mineralogical and REE+Y data, these data likely record the various alteration processes that affected the Cau? Iron Formation. Such findings highlight the importance of coupling sedimentologic analysis with elemental and isotopic chemistry to understand iron formation deposition and Fe ore-forming processes