Gênese dos itabiritos e minérios hipogênicos do Quadrilátero Ferrífero com base em geoquímica e isótopos de ferro e geocronologia de rochas associadas

As formações ferríferas bandadas (FFBs) paleoproterozóicas da Formação Cauê (Supergrupo Minas) apresentam uma distribuição significativa por toda a província do Quadrilátero Ferrífero (QF). Essas são referidas usualmente como itabirito (correspondente metamórfico das FFBs), e hospedam corpos de minério de ferro de alto teor, que representam grande importância econômica para a região.Foram realizados estudos de geoquímica de elementos traços e terras raras (ETR), além de análises de isótopos de ferro em amostras de itabirito e minério provenientes de quatro minas localizadas na porção oeste do QF (Usiminas, Pau Branco, Várzea do Lopes e Casa de Pedra). Estudos complementares foram realizados em itabiritos e minérios provenientes do domínio leste, caracterizado por mais intensa deformação e metamorfismo, de forma a avaliar a influência da polaridade deformacional e metamórfica na composição dos itabiritos e minérios. Através dos dados obtidos, buscou-se esclarecer as condições de oxi-redução na Bacia Minas que levaram à deposição do grande volume de BIFs, além de avaliar o efeito dos eventos metamórficos e hidrotermais na composição geoquímica e isotópica final dos produtos desses processos (itabiritos e minério de ferro).As análises geoquímicas e isotópicas dos itabiritos sugerem que a deposição das BIFs ocorreu em ambiente marinho oxidado, através da precipitação do ferro dissolvido, proveniente de fluidos hidrotermais. Isso indica que as condições de oxidação na Bacia Minas eram favoráveis para a deposição do grande volume de BIFs no paleoproterozóico, indicando uma grande influência do Grande Evento de Oxidação (GOE) no oceano Minas. Itabiritos provenientes de diferentes domínios deformacionais apresentam valores similares de ETR+Y e de isótopos de ferro, indicando que o metamorfismo não afetou de forma efetiva a assinatura geoquímica das BIFs. A mineralização hidrotermal não afetou significativamente a composição geoquímica dos itabiritos, uma vez que o valor médio de ETR+Y dos itabiritos e minérios associados são semelhantes. Porém, a composição isotópica é diferenciada entre as amostras dos domínios de diferentes intensidades deformacionais, devido às diferentes características dos fluidos mineralizadores nesses domínios.Estudos geocronológicos foram realizados em rochas metassedimentares da Formação Cercadinho, em posição estratigráfica superior à Formação Cauê, e em diques máficos encaixados em itabiritos e corpos de minério. A idade máxima de deposição determinada para a Formação Cercadinho (2680 Ma) não permitiu a delimitação da idade de deposição da Formação Cauê, uma vez que os zircões herdados são cronocorrelatos ao embasamento do Supergrupo Minas. Os dados geocronológicos relativos aos diques máficos indicaram a existência de pulsos magmáticos associados a dois eventos distintos, sendo o primeiro relacionado à Orogênese Riaciana, provavelmente cronocorrelato ao período de mineralização hipogênica em ferro, e o segundo relacionado à Tafrogênese Estateriana.The Paleoproterozoic banded iron formations (BIFs) of the Cauê Formation (Minas Supergroup) have a widespread distribution on the Quadrilátero Ferrífero (QF) mineral province. These formations are usually referred as itabirites (metamorphic correspondent of BIFs), hosting high- grade iron ore bodies, which represent great economic importance for the region. Samples of itabirites and ores from four deposits located in the western portion of QF (Usiminas, Pau Branco, Várzea do Lopes e Casa de Pedra) were analyzed for their trace and rare earth elements (REEs) contents and iron isotopic composition. Complementary analyses were performed on itabirites and ores from the eastern high-strain domain, in order to evaluate the influence of the deformational and metamorphic intensities in the their geochemical signature. With the aid of these data, the redox conditions of Minas basin, which resulted in the deposition of the great volume of BIFs, was investigated. Also, the effect of the metamorphism and hydrothermal input on the geochemical and isotopic composition of the itabirites and iron ores was evaluated. The geochemical and isotopic data of the itabirites suggest that the deposition of BIFs occurred in oxidized marine environment, through the precipitation of the dissolved iron, which was previously furnished to the basin by hydrothermal fluids. This points to favorable redox conditions for the deposition of large volumes of BIFs in Minas Basin, indicating a significant influence of the Great Oxidation Event (GOE) in the ancient ocean. Itabirites from the different deformational domains have similar average REE+Y and iron isotope contents, indicating that the metamorphism didnt affect the BIFs geochemical signature in a great extent. The hydrothermal mineralization did not affect in a significant way the geochemical signature of itabirites, once the average REEs compositions of itabirites and ores are similar. However, the isotopic composition is variable among the samples from the different deformational domains, which may be related to the distinct characteristics of the mineralizing fluids in these domains. Geochronological analyses were performed in metassedimentary rocks from the Cercadinho Formation, which is in a superior stratigraphic position in relation to Cauê Formation, and mafic dykes hosted in itabirites and iron ore bodies. The maximum depositional age determined for the Cercadinho Formation (2680 Ma) didnt provide conclusive depositional age for the Cauê Formation, once the inherited zircons are chrono-correlated to the Minas Supergroup basement. The geochronological data obtained for the mafic dykes suggests the occurrence of magmatic pulses associated to two distinct events, being the first related to the Rhyacian Orogenesis, probably chrono-correlated to the hypogenic mineralization event, and the second pulse related to the Statherian Trafrogenesis