Rochas Vulcanoclásticas do Complexo Alcalino de Poços de Caldas - MG/SP

O magmatismo mesozóico do Complexo Alcalino de Poços de Caldas é representado por ankaratritos, fonolitos, nefelina sienitos, rochas vulcanoclásticas: tufos fonolíticos, aglomerados e brechas vulcânicas diversas. Diabásios e carbonatitos, além de diques de biotita lamprófiros ultramáficos ultrapotássicos são rochas mais subordinadas. Estes últimos, marcam um limite superior para o magmatismo alcalino em torno dos 76 Ma. Na evolução magmática também foram importantes processos pós-magmáticos diversificados como: processos hidrotermais nos ankaratritos e fonolitos vulcânicos e subvulcânicos regionais; processos pegmatíticos a hidrotermais expressivos nos nefelina sienitos; processos hidrotermais específicos potássicos relacionados com mineralizações de U-Th-ETR-Zr-F-Mo e pirita em rochas nefelínicas e suas brechas de explosões magmáto-freáticas, e também, processos de fenitização nas rochas granito-gnáissicas precambrianas regionais. As rochas vulcanoclásticas alvo dessa pesquisa ocorrem em diversos corpos localizados nas bordas internas do complexo em suas partes N a SW, E, SE e S, ou como ocorrências isoladas em sua parte central. Os trabalhos de campo e petrográficos permitiram identificar e classificar tufos, lapilli tufos, tufos soldados, brechas intrusivas de conduto vulcânico e extrusivas de fluxo piroclástico por vezes acamadadas com seus depósitos proximais e distais, acompanhadas de tufos, brechas de atividades vulcânicas explosivas recorrentes e de tipo base surge. Foram reconhecidos em algumas das brechas de conduto magmático e de fluxo piroclástico fragmentos de rochas ultramáficas incluindo clinopiroxenitos cumuláticos alcalinos, provavelmente formados pela diferenciação por fracionamento mineral de magmas de nefelina sienitos e, mais raramente, de clinopiroxenitos augíticos a sódi-augíticos fracionados de magmas menos evoluídos. Também foram encontrados fragmentos e associações minerais nas matrizes das brechas que apontam para o envolvimento de magmatismo carbonatítico na geração das brechas de conduto vulcânico e seus equivalentes de fluxo piroclástico. Os estudos geoquímicos ajudaram na separação e caracterização de tipos distintos de rochas e suas relações com a evolução do magmatismo alcalino. Dessa maneira foram diferenciados dois tipos de ankaratritos de derrames e brechas e dos aglomerados vulcânicos. Os ankaratritos dos derrames e brechas formaram-se antes, têm números de mg# mais elevados (primitivos), menores conteúdos de Si\'O IND.2\' e maiores concentrações de Cr e Ni que os ankaratritos dos aglomerados vulcânicos. Exibem, ainda, empobrecimentos de \'K IND.2\'O, MgO e CaO e enriquecimento de \'Na IND.2\'O com o aumento de Si\'O IND.2\', enquanto que os ankaratritos dos aglomerados mostram comportamento oposto. Entre os nefelina sienitos, as variedades mais antigas (miaskítitcas) têm conteúdos de \'K IND.2\'O e \'Na IND.2\'O próximos de 8%-peso (cada) e razões desses óxidos próximas de 1. As variedades mais jovens são mais peralcalinas e comumente portadoras de minerais raros agpaíticos, em particular eudialita. Os fonolitos que cortam as brechas da borda N-NW-W do Complexo e também o dique de fonolitos da Pedreira da Prefeitura são mais peralcalinos que os fonolitos regionais e têm razões \'K IND.2\'O/\'Na IND.2\'O >1. Esses provavelmente representam a fase de transição do magmatismo alcalino nefelínico miaskítico para agpaítico. O conjunto dessas informações permitiu detalhar a evolução magmato-estratigráfica e estrutural do Complexo Alcalino de Poços de Caldas com base nos trabalhos anteriores de Ellert (1959) e Schorscher e Shea (1992), entre outros. Sobre os sedimentos mesozóicos de cobertura e partes do embasamento precambriano granito-gnáissico, depositaram-se derrames, brechas e aglomerados vulcânicos ankaratríticos com raras intercalações de fonolitos. Com a evolução do magmatismo e construção do edifício vulcânico, os ankaratritos foram recobertos por espessas camadas de derrames e vulcanoclásticas fonolíticas. Ainda nessa fase alocaram-se corpos de nefelina sienitos miaskíticos tipo Pedreira da Prefeitura, intrusivos em profundidades subvulcânicas e hipoabissais dentro do edifício vulcânico. Após esse período, a estrutura vulcânica passou por um período de acomodações tectônicas de subsidências e soerguimentos, incluindo a formação dos diques anelares de fonolitos e destruição de parte do registro geológico por desnudações locais que conduziram a exposição de nefelina sienitos e porções do embasamento e das suas coberturas sedimentares, anteriormente encobertos por rochas fonolíticas. Seguiu-se a formação das brechas de conduto vulcânico e equivalentes de fluxos piroclásticos, relacionadas com magmatismo fonolítico explosivo a carbonático/carbonatítico. Essas foram cortadas por diques fonolíticos de diferentes gerações, representativos da evolução do magmatismo nefelíno sienítico miaskítico e agpaítico. Como fase final dessa evolução formaram-se as intrusões, em corpos menores, de nefelina sienitos agpaíticos, dentro e fora do Complexo, como aqueles das localidades do Morro do Serrote e da Pedra Balão, entre outros. No fim do magmatismo alcalino nefelino sienítico formaram-se por explosões magmáto-freáticas, as brechas de conduto vulcânico relacionadas às mineralizações de U e hidrotermalismo potássico. O último evento magmático registrado no Complexo Alcalino de Poços de Caldas e representado por enxames de diques de biotita lamprófiros ultramáficos ultrapotássicos, como aqueles da mina de U Osamu Utsumi.The Mesozoic magmatism of the poços de Caldas Alkaline Complex comprises ankaratrites, phonolites, nepheline syenites and volcanoclastic rocks: phonolitic tuffs and lapilli-tuffs, and different volcanic agglomerates and breccias. Diabases and carbonatites as well as dikes of ultramafic ultrapotassic biotite lamprophyres are minor rocks and these latter ones mark the upper limit of poços de caldas alkaline magmatism at about 76 My. Related with the magmatic evolution, there occured, too, important post-magmatic processes, including hydrothermal processes in the regional volcanic and subvolcanic ankaratrites and phonolites; pegmatitic and hydrothermal veins and alterations in the nepheline syenites; specific hydrothermal potassic alterations associated with U-Th-ETR-Zr-F-Mo and pyrite mineralizations in the nephelinic rocks at sites of mag mato-phreatic breccia-explosions as well as fenitization processes in the regional Precambrian granitic gneisses. The volcanoclastic rocks focussed in this study form several bodies along the internal border of the Complex in its N to SW, E, SE and S parts and also ; isolated occurrences in its central portion. Field and petrographic work led to the identification of tuffs, lapilli-tuffs, velded tuffs, intrusive magmatic conduite breccias, and equivalent extrusive proximal and distal deposits of pyroclastic flows sometimes with layered structures, breccias related to recurrent explosive events as well as base surges. Several magmatic conduit and pyroclastic flow breccias bear ultramafic rock fragments as, for instance, cumulus alkaline clinopyroxenites, probably products of differentiation and mineral segregation of nepheline syenite magmas, and more rarely, cumulus pyroxenites of less evolved magmas. Magmatic conduite and related pyroclastic flow breccias still show rock fragments and matrix mineral associations, indicating that carbonatitic magmatism took part in their formation. Geochemical studies helped to separate and characterize distinct rock types and their relationships with the evolution of the alkaline magmatism. Thus, ankaratrites of breccias and agglomerates were distinguished. Breccia ankaratrites formed earlier, show higher Mg#, lower si\'o IND.2\' and higher Cr and Ni concentrations than the ankaratrites of the volcanic agglomerates. They also show \'K IND.2\'O, MgO and CaO depletion and N\'a IND.2\'O enrichment along with augmenting SI\'O IND.2\' contents, while the agglomerate ankaratrites reveal a contrary evolution. Among nepheline syenites, the older (miaskitic) ones show \'K IND.2\'O and N\'a IND.2\'O contents of about 8 wt-% (each) and alkali oxide rations close to 1. The younger ones are more strongly peralkaline agpaitic rocks. Phonolite dikes that cut the breccias of the N-NW-W border of the complex and, specially, phonolites of the Poços de Caldas township quarry are more peralkaline than the regional phonolites and exhibit \'K IND.2\'O>1. They probably represent the transition phase from miaskitic to agpaitic alkaline magmatism. Based on all the collected informations an evolutive model was developed that strongly supports earlier models, for instance, of Ellert (1959) and schorscher and shea (1982). Upon the regional precambrian basement and its local sedimentary Mesozoic arenitic covers ankaratrite flows, agglomerates and breccias erupted and were deposited with minor intercalations of phonolite. In the course of the magmatic evolution the ankaratrites were covered by thick layers of phonolite flows and volcanoclastics, building the main volcanic edifice. In this same phase miaskitic nepheline syenites of the Poços de Caldas township quarry type intruded the volcanic edifice at intermediate subvolcanic depths. Subsequently, the alkaline volcano went through a period of tectonic accomodations, subsidences and uplifts along with the formation of discontinuous phonolite ring dikes. This period caused too partial destruction of the geological records, including local desnudation of nepheline syenites, parts of the Precambrian basement rocks and their sedimentary covers, formally covered by phonolites. Following this, the magmatic conduite breccias and equivalent pyroclastic flow breccias were formed in the course of explosive phonolitic and carbonatic/carbonatitic magmatism. These breccias were cut through by phonolitic dikes of different generations representing the evolution from miakitic to agpaitic alkaline magmatism, including, as a final stage, intrusive agpaitic nepheline syenites that occur (within and closely outside the complex), for instance, at the locations of Morro do serrote and pedra Balão, among others. At the end of the agpaitic nephelinic magmatism, localized magmato-phreatic explosions and specific hidrothermal alteration led to the formation of magmatic conduite breccias and Uranium mineralizations. The youngest magmatic event of the poços de Caldas Complex consisted of dike intrusions of ultramafic ultrapotassic biotite lamprophyres as they occur at the open pit Osamu Utsumi Uranium mine