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Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 787-790
IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014
ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X
Fluidos hidrotermais em pegmatitos graníticos
Hydrothermal fluids in granitic pegmatites
M. Freitas1, A. Canhota1, A. Carolino1, A. Guedes1,2, F. Noronha1,2*
Artigo Curto
Short Article
© 2014 LNEG – Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP
Resumo: No sentido de contribuir para o estudo da génese de
pegmatitos graníticos da zona Centro de Portugal procedeu-se ao
estudo petrográfico e de inclusões fluidas contidas em quartzo
hialino, berilo e litiofilite de pegmatitos pertencentes ao denominado
"Campo Aplito-Pegmatítico do Maciço lbérico", nomeadamente nas
estruturas pegmatíticas de Companheiro (Penalva do Castelo) e
Mesquitela (Mangualde).
O estudo petrográfico, microtermométrico e de espectrometria
Raman levados a cabo no quartzo hialino destas estruturas revelaram
a existência de inclusões fluidas primárias trifásicas e de inclusões
secundárias bifásicas. As inclusões primárias, contemporâneas da
cristalização do quartzo revelaram a importância de fluidos H2OCO2-(CH4-N2-NaCl) na deposição destes quartzos a temperaturas e
pressões mínimas de 330oC e 190 - 240 MPa. Os fluidos contidos nas
inclusões bifásicas observadas no quartzo são idênticos aos estudados
em berilo; correspondem a fluidos aquosos de baixa salinidade com
temperaturas de homogeneização de aproximadamente 230oC. Os
fluidos que ocorrem na litiofilite são também fluidos aquosos com
salinidade e temperatura de homogeneização semelhantes aos
aprisionados no berilo. As condições de aprisionamento de fluidos
obtidas para os minerais dos pegmatitos estudados são semelhantes
às descritas para sistemas hidrotermais Variscos da Zona Centro
Ibérica e parecem confirmar o importante papel dos fluidos
hidrotermais na evolução destes pegmatitos.
Palavras-chave: Inclusões fluidas, Quartzo, Berilo, Litiofilite.
Abstract: In order to contribute to the study of the genesis of granitic
pegmatites of Central Portugal, petrographic and fluid inclusion
studies were carried in hyaline quartz, beryl and lithiophillite from
the “Aplite-pegmatite field of the Iberian Massif", namely the
pegmatitic structures of Companheiro (Penalva do Castelo) and
Mesquitela (Mangualde).
Petrographic, microthermometric and Raman microspectrometric
studies in hyaline quartz revealed the existence of three-phase
primary fluid inclusions and two-phase secondary fluid inclusions.
The primary fluid inclusions, contemporaneous of quartz
crystallization, contain H20-C02- (CH4-N2-NaCI) fluids with
minimum P-T conditions of 330oC and 190-240 MPa. The two-phase
secondary fluid inclusions are similar to those found on beryl and
contain aqueous low salinity fluids with homogenization
temperatures of 230oC. The fluids trapped on lithiophillite are also
aqueous with salinity and homogenization temperatures similar to
those found in beryl. These conditions of fluid entrapment are similar
to those described for Variscan hydrothermal systems in Central
Iberian Zone and confirm the role of hydrothermal fluids in the
pegmatite evolution.
Keywords: Fluid inclusions, Quartz, Beryl, Lithiophillite.
1
Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território,
Faculdade de Ciências, Universidade do Porto.
2
Centro de Geologia da Universidade do Porto.
*
Autor correspondente / Corresponding author: [email protected]
1. Introdução
São muitos os autores que se têm dedicado ao estudo dos
pegmatitos (p.e. London, 2008 e todas as referências aí
contidas). Este autor sugere que apenas uma única fase
fluída está presente, em qualquer momento no sistema
pegmatítico, e que a mudança da sua composição é
gradual desde a fase magmática à hidrotermal passando
pelas pegmatítica e pneumatolítica. No estudo de
pegmatitos é reconhecido que eles apresentam aspetos de
sistemas ígneos e hidrotermais (London & Kontak, 2012)
e apesar de a sua origem continuar a ser debatida,
parecem restar poucas dúvidas de que o metassomatismo
hidrotermal ocorre nomeadamente nos pegmatitos com
elementos raros (Linnen et al., 2012).
Mineralogicamente e quimicamente, os pegmatitos
têm, no geral, como principais constituintes o quartzo,
feldspatos (como ortóclase, microclina e a albite) e
micas. Porém, alguns podem ter associados outros
minerais (lepidolite, espodumena, turmalina, topázio,
cassiterite, berilo, tantalite, columbite, zircão, uranite,
apatite, ambligonite, entre outros) em abundância e
variedade variável, devido aos processos que levam ao
enriquecimento
em
elementos
incompatíveis,
caraterizados pela presença de voláteis como F, B, Cl e
metais raros tais como Be, Li, Sn, Rb, Cs, Nb, Ta, REE e
U. Com o objetivo de compreender os processos que
estão na origem da mineralogia específica e de
reconstituir as condições físico-químicas presentes nos
pegmatitos aquando dos processos hidrotermais
procedeu-se ao estudo de inclusões fluidas contidas em
diferentes minerais de pegmatitos pertencentes ao
denominado "Campo Aplito-Pegmatítico do Maciço
lbérico".
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2. Pegmatitos estudados
Os pegmatitos estudados pertencem ao importante "Campo
aplito-pegmatítico do Maciço Ibérico" que se desenvolve
na Zona Centro Ibérica. Localizam-se em Mangualde e
mais concretamente em Mesquitela na "Mina do Chão do
Castanheiro" pertencente ao importante “Campo
Pegmatítico de Mangualde” e em "Companheiro"
(N40°;43'48"; W 7°; 37'32"), no concelho de Penalva do
Castelo, ambos na região Centro de Portugal (Fig. 1).
Os pegmatitos são subverticais N130o a N110oE e
ocorrem
espacialmente
associados
a
granitos
sinorogénicos, e são essencialmente constituídos por
quartzo e feldspato de potássio, com albite, moscovite e
M. Freitas et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 787-790
berilo. Em Companheiro, nas zonas mais ricas em quartzo,
é de assinalar um sistema de fraturação N30oE, tardio,
paralelo a um bandado definido pela alternância de quartzo
leitoso com quartzo hialino.
Pelo seu interesse mineralógico e económico deve ser
referida a ocorrência de vários fosfatos de Li e Mn, como
fases acessórias, nomeadamente no pegmatito de
Mesquitela, sendo a litiofilite o mais importante e
abundante (descrito pela primeira vez por Jesus, 1934).
Outros fosfatos foram identificados neste pegmatito,
embora considerados como fases secundárias resultantes,
na sua maioria, da alteração da litiofilite (Bertelli et al.,
1982).
Fig. 1. Localização dos pegmatitos estudados, adaptado do Carta Geológica de Portugal 1:500 000, Serviços Geológicos de Portugal, 1992.
Fig. 1. Location of the studied pegmatites, adapted from Carta Geológica de Portugal 1:500 000, Serviços Geológicos de Portugal, 1992.
3. Material e métodos
Realizaram-se estudos petrográficos, mineralógicos,
microtermométricos e de espetrometria Raman, no quartzo
hialino e no berilo do pegmatito do Companheiro e em
litiofilite do pegmatito da Mesquitela, utilizando
equipamentos dos laboratórios do Centro de Geologia da
Universidade do Porto (CGUP), Laboratório Nacional de
Energia e Geologia (LNEG) e Centro de Materiais da
Universidade do Porto (CEMUP), com a finalidade de
caracterizar a principal fase fosfatada e os fluidos contidos
em inclusões.
Para o estudo mineralógico da litiofilite foi utilizada a
microscopia em luz transmitida e foram realizadas análises
de DRX, MEV (EDS) e FRX.
A caracterização microtermométrica dos fluidos foi
efetuada em lâminas espessas polidas de acordo com o
método proposto por Shepherd et al. (1985), num
microscópio ótico Olympus de luz transmitida e equipado
de uma platina Chaixmeca (Poty et al., 1976) - utilizada no
circuito da criometria com circulação de azoto líquido - e
de uma platina Linkam PR600 - utilizada na termometria
em que o aquecimento é efetuado com a ajuda de
Fluidos em pegmatitos
resistências elétricas. A calibração destas platinas é
necessária para toda a gama de medições. Para a
criometria, foram utilizadas inclusões naturais de CO2 puro
(cuja temperatura de fusão é igual a -56,6oC) e inclusões
sintéticas de água pura (cuja temperatura de fusão do gelo
é igual a 0,0oC - ponto triplo) e para a termometria,
inclusões sintéticas de água pura (cuja temperatura de
homogeneização é igual a 374,1oC - ponto crítico).
A análise das espécies voláteis foi realizada recorrendo
à espectrometria Raman (Delhaye & Dhamelincourt,
1975), tendo sido utilizado um espectrómetro Horiba
Jobin-Yvon LabRaman acoplado a um microscópio
Olympus com recurso a uma laser de 632,8 nm de He-Ne
do CGUP. Foi analisada por este método a fase volátil de
inclusões
fluidas
previamente
estudadas
pela
microtermometria, cujos resultados obtidos seriam
suficientes para o seu tratamento posterior. As frações
molares dos principais constituintes voláteis foram
identificadas pelas posições dos picos Raman e calculadas
utilizando software desenvolvido no CGUP e o descrito
em Prieto et al. (2012).
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(CH4-N2-NaCl) a temperaturas e pressões mínimas de
330oC e 190 – 240 MPa. Os fluidos contidos nas inclusões
bifásicas presentes no quartzo são idênticas a inclusões
estudadas no berilo. Os fluidos são aquosos de baixa
salinidade (< 5% equiv. massa NaCl) e apresentam
temperaturas de homogeneização de aproximadamente
230oC. A presença de espécies voláteis, entre as quais o
CO2, CH4, N2, não foi detetada, nem no estudo
microtermométrico, nem com espectroscopia Raman.
4. Resultados e discussão
A análise petrográfica, em luz transmitida, do fosfato
estudado, revelou um mineral incolor a amarelo pálido,
muito rico em inclusões fluidas e com birrefringência de
cor cinza. A análise de DRX revelou um espectro com
picos correspondentes à litiofilite e à trifilite. Por sua vez
as análises de FRX revelaram quantidades escassas de Rb
(<3 ppm) e Pb (8 ppm); Sr e Ba com valores entre os 20 e
30 ppm e, elevados conteúdos em Zn (1311 ppm). Este
mineral é atravessado por um mineral castanho com maior
birrefringência e em que as análises de MEV-EDS
revelaram uma composição, (Fe, Mn, Mg, Ca, K, Cl),
compatível com a de uma fase fosfatada secundária, mais
complexa que a fase primária (Fe, Mn).
A fase fosfatada primária corresponde, assim, a uma
litiofilite. A fase secundária ocorre como veios ou
agregados em fraturas e / ou nos bordos da litiofilite.
Inclusões fluidas bifásicas desenvolvem alinhamentos
paralelos às fraturas onde ocorre a fase secundária, pelo
que a consideramos como devida a transformações
hidrotermais que implicam processos de substituição em
que Mg, Ca, K, Cl se associam ao Fe e Mn iniciais em
estádios hidrotermais mais tardios.
O estudo petrográfico, microtermométrico e de
espectrometria Raman de inclusões fluidas presentes nos
diferentes minerais estudados revelaram a existência de
fluidos distintos, aquo-carbónicos e aquosos aprisionados
em
inclusões
aparentemente
primárias
a
pseudosecundárias e em inclusões secundárias.
No caso do pegmatito do Companheiro, estudo
petrográfico e de inclusões fluidas levados a cabo no
quartzo hialino destas estruturas revelou a existência de
inclusões fluidas primárias trifásicas e inclusões
secundárias bifásicas. As inclusões fluidas primárias,
contemporâneas da cristalização do quartzo, contêm
fluidos aquo-carbónicos (Fig. 2) do sistema H2O-CO2-
Fig. 2. Inclusões fluidas trifásicas no quartzo hialino do pegmatito do
“Companheiro”.
Fig. 2. Three phase fluid inclusions present in the hyaline quartz from the
“Companheiro” pegmatite.
Os fluidos aprisionados na litiofilite são também
fluidos aquosos com salinidade e temperatura de
homogeneização semelhantes aos atrás referidos (Fig. 3).
Fluidos semelhantes a estes últimos foram encontrados
e já descritos para minerais do pegmatito de Alvarrões
(Guarda) e considerados como associados aos processos de
evolução pós-magmática responsável por algumas das
especificidades destes pegmatitos litiníferos (Ramos &
Noronha, 1995).
Fig. 3. Inclusões fluidas bifásicas na litiofilite do pegmatito da
“Mesquitela”.
Fig. 3. Two-phase fluid inclusions present in lithiofillite from the
“Mesquitela” pegmatite.
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5. Conclusões
Os tipos de fluidos encontrados nas estruturas pegmatíticas
estudadas bem como as condições de aprisionamento
obtidas são semelhantes às descritas para sistemas
hidrotermais Variscos da Zona Centro Ibérica (Noronha et
al., 2012) e sugerem o importante papel dos fluidos
hidrotermais na história destes pegmatitos, nomeadamente
nos que são especializados em lítio através da ocorrência
de litiofilite e/ou lepidolite.
Agradecimentos
Este trabalho foi financiado pelo Projecto Estratégico-PEst
OE/CTE/UI0039/2014. Os autores agradecem aos dois
revisores que contribuíram para o para a melhoria desta
contribuição.
Referências
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