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Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 229-232
IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014
ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X
Dados geoquímicos e radiométricos preliminares dos granitos
da região de Vila Real, Norte de Portugal
Preliminary geochemical and radiometric data of granites from
Vila Real area, Northern Portugal
R. J. S. Teixeira1*, L. M. O. Martins1, M. E. P. Gomes1, A. J. C. M. Pereira1, N. Ferreira2,
A.J .S. C. Pereira3, L. J. P. F. Neves3
Artigo Curto
Short Article
© 2014 LNEG – Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP
Resumo: Na região de Vila Real ocorrem diversos granitos que se
instalaram entre as fases de deformação dúctil (F3) e frágil (F4) da
orogenia Varisca. Os granitos sin-F3 intruíram formações
metassedimentares do Grupo do Douro, de idade Neoproterozóica –
Câmbrica Inferior, ocupando essencialmente o núcleo de uma
antiforma NW-SE, resultante das fases de deformação F1 e F3. Por
outro lado, a instalação dos granitos tardi- a pós-F3 é controlada pela
fracturação NNE-SSW e ENE-WSW. Todos os granitos são
constituídos por quartzo, microclina, plagioclase, biotite, moscovite
zircão, apatite, monazite e ilmenite. Contudo, os granitos sin- a tardiF3 possuem moscovite (em quantidades superiores à biotite) e podem
conter turmalina, silimanite e rútilo, enquanto os granitos pós-F3 são
biotíticos e podem apresentar alanite e esfena. Os granitos sin- a
tardi-F3 apresentam quase sempre encraves sobremicáceos e, mais
raramente, xenólitos e “schlieren”, enquanto os granitos pós-F3
contêm essencialmente encraves microgranulares. Os granitos sin- a
tardi-F3 são dominantemente alcalino-cálcicos e peraluminosos, com
ASI variando entre 1,29 e 1,67, apresentam perfis de terras raras
enriquecidos em LREE em relação às HREE, com anomalias
negativas de Eu e são do tipo S. As análises químicas de rocha total
de U e Th e as análises radiométricas de campo revelaram-se
geralmente equivalentes e mostram que os granitos
moscovítico>biotíticos de Vale das Gatas e Felgueiras são mais ricos
em Th do que os restantes granitos moscovítico>biotíticos e do que
os granitos biotíticos. Os valores da dose de radiação externa
medidos nas rochas e respectivos solos confirmam o elevado
potencial radiométrico dos granitos moscovítico>biotíticos de Vale
das Gatas e Felgueiras, ocorrendo anomalias de intensidade elevada,
que superam o valor de referência para os granitóides da Zona Centro
Ibérica (200 ηGy/h).
Palavras-chave: Granitos, Radiação gama, Radão, Vila Real,
Portugal.
Abstract: The Vila Real area contain several granites that were
emplaced between the ductile deformation phase (F3) and brittle
phase (F4) of the Variscan orogeny. The syn-F3 granites intruded
metasedimentary rocks of Douro Group in the core of a NW-SE
trending antiform, which has resulted from superimposed folding
during F1 and F3 deformation. On the other hand, the installation of
tardi-F3 to post-F3 granites was controlled by NNE-SSW and ENEWSW fracture systems. All granites contain quartz, microcline,
plagioclase, biotite, zircon, apatite, monazite and ilmenite. However,
syn- to late-F3 granites contain muscovite (in higher amounts than
biotite), tourmaline, sillimanite and rutile, whereas the post-F3
granites are biotitic, containing allanite and sphene. The syn- to lateF3 granites contain surmicaceous enclaves and more rarely xenoliths,
schlieren, while the post-F3 granites essentially have microgranular
enclaves. Syn- to late-F3 granites are mainly alkali-calcic and
peraluminous, with ASI ranging between 1.29 and 1.67, show REE
patterns enriched in LREE relatively to HREE, have negative Eu
anomalies and are of S-type. The total rock chemical analysis and
radiometric analysis in the field proved to be generally equivalent
and show that muscovite> biotite granites of Vale das Gatas and
Felgueiras are richer in Th than other muscovite granites> biotite and
than biotite granites. The values of the measured dose of external
radiation in rocks and their soils confirm the high radiometric
potential of muscovite> biotite granites of Vale das Gatas and
Felgueiras occurring anomalies of high intensity, which exceed the
reference value for the granitoids of the Central Iberian Zone (200
ηGy / h).
Keywords: Granites, Gamma radiation, Radon, Vila Real, Portugal.
1
Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, UTAD, Quinta de Prados,
5000-801 Vila Real, Portugal e Centro de Geociências.
2
Laboratório Nacional de Energia e Geologia, IP, Apartado 1089, 4466-956
São Mamede de Infesta, Portugal.
3
IMAR e Universidade de Coimbra, 3000-272 Coimbra, Portugal.
*
Autor correspondente / Corresponding author: [email protected]
1. Introdução
Na região de Vila Real, mais especificamente na área das
Folhas 88 e 102 da Carta Militar de Portugal, à escala
1:25000, ocorrem diversos granitos que se instalaram entre
as fases de deformação dúctil (F3) e frágil (F4) da orogenia
Varisca (Fig. 1). Neste estudo são apresentados resultados
preliminares sobre a geologia, petrografia e geoquímica de
doze granitos, bem como dados de geoquímica de rocha
total, com especial incidência nas determinações de U e Th
por três diferentes metodologias.
A execução de estudos radiométricos em rochas
graníticas é atualmente uma prática comum, pois alguns
tipos de granitos contribuem significativamente para as
elevadas doses de radiação que são recebidas pelos seres
humanos. Com efeito, durante o processo de cristalização
magmática, os radionuclídeos primordiais são incorporados
na estrutura cristalina de determinados minerais portadores
de elementos radioativos, sendo a sua acumulação e
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R. J. S. Teixeira et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 229-232
distribuição maioritariamente dependente dos processos de
diferenciação magmática. Numa fase posterior, os granitos
podem também sofrer processos de meteorização e erosão e
os minerais portadores de elementos radioativos acabarão
por ser parte integrante dos solos. A radioatividade natural é
produzida principalmente através do decaimento dos
radioisótopos de potássio (40K), urânio (238U) e tório (232Th)
existentes em rochas e solos de determinado ambiente
natural e, como tal, os seres humanos devem estar
conscientes dos efeitos resultantes de uma exposição
prolongada, que se podem manifestar sob a forma de
doenças como a leucemia e outras neoplasias. Desta forma,
o presente estudo permitirá reconhecer o potencial
radioativo dos diversos granitos, utilizando equipamentos de
campo e de laboratório na determinação da concentração
dos radionuclídeos U e Th nessas rochas.
2. Enquadramento geológico
Os dez granitos moscovítico>biotíticos estudados
localizam-se na Zona Centro Ibérica e integram-se no
sector central do arco magmático Monção – Vila Real –
Torre de Moncorvo, onde ocuparam o núcleo de uma
antiforma NW-SE resultante das fases de deformação F1 e
F3 (Vilela de Matos, 1991; Fig. 1). Estes granitos intruíram
formações metassedimentares do Grupo do Douro, de
idade Neoproterozóica – Câmbrica Inferior, e originaram
micaxistos com biotite e corneanas com andaluzite e
silimanite nas zonas de contacto. Os dados estruturais e
petrográficos permitem distinguir três grupos de granitos
moscovítico>biotíticos. Os granitos do Grupo I (Lordelo,
Paredes, Torre de Pinhão e Águas Santas) são
considerados os mais antigos e apresentam evidências de
deformação dúctil a frágil, típica dos estados tardimagmático e sólido (granitos sin-F3 precoces). Os granitos
do Grupo II (Vilar de Maçada, Vale das Gatas, Ragais e
Lamares) aparentam ter sido deformados pela fase F3 antes
de estarem completamente consolidados, o que justifica a
existência de uma estruturação interna magmática planar,
com direção NW-SE, concordante com as estruturas
regionais (granitos sin-F3), enquanto os granitos do Grupo
III (Felgueiras e Sanguinhedo) deverão ser (tardi-F3),
estando associados a zonas de falha com direção NNESSW e ENE-WSW. Apresentam uma textura isotópica,
embora o granito de Felgueiras tenha sido afetado por uma
forte deformação frágil tardia.
Os dois granitos biotíticos apresentam uma textura
isotópica e ocorrem em maciços discordantes com as
estruturas metassedimentares regionais (pós-F3), estando a
sua instalação intimamente relacionada e condicionada
pela fracturação NNE-SSW associada à Falha RéguaVerin. Estes granitos estabelecem contactos bruscos subverticais com os granitos moscovítico>biotíticos e também
com as rochas metassedimentares, onde causaram
metamorfismo de contacto.
Fig. 1. a) Localização da área em estudo no mapa de Portugal. b) Carta geológica simplificada da região de Vila Real, adaptada da folha 10-B da Carta
Geológica de Portugal à escala 1:50 000 (LNEG, em preparação).
Fig. 1. a) Location of the studied area on the map of Portugal; b) Simplified geological map of Vila Real area, adapted from the sheet 10-B of the
Geological Map of Portugal at the scale 1:50 000 (LNEG, in preparation).
Radiação natural de granitos da região de Vila Real
3. Petrografia
Todos os granitos são constituídos por quartzo, microclina,
plagioclase, biotite, moscovite, zircão, apatite, monazite e
ilmenite. Contudo, os granitos sin- a tardi-F3 têm mais
moscovite do que biotite e podem conter turmalina,
silimanite e rútilo. Por outro lado, os granitos pós-F3 são
biotíticos e podem apresentar alanite e esfena.
De uma forma geral, os granitos moscovítico>biotíticos
do Grupo I (Lordelo, Paredes, Torre de Pinhão e Águas
Santas) apresentam evidências de deformação no estado
sólido, em regime dúctil-frágil, que terá proporcionado a
orientação dos cristais de quartzo, evidenciado pela
extinção ondulante e/ou subgranulação intensa, extinção
ondulante nas micas e feldspatos, encurvamento dos
planos de clivagem das micas e de macla na plagioclase e a
microfraturação de fenocristais de feldspato e de cristais de
quartzo e feldspato. Nas amostras mais deformadas dos
granitos de Lordelo e Paredes há desenvolvimento de
pequenas estruturas C-S que obliteram completamente a
foliação magmática, sendo acompanhadas pela deformação
plástica intracristalina dos vários minerais do granito e
recristalização dinâmica do quartzo.
Nos granitos moscovítico>biotíticos do Grupo II (Vilar
de Maçada, Vale das Gatas, Ragais e Lamares) há, de uma
forma geral, evidências de uma foliação magmática
conferida pela orientação dos fenocristais de feldspato,
biotite e, mais raramente, moscovite. O quartzo da matriz
apresenta uma ténue deformação, que é evidenciada pela
extinção ondulante. No granito de Ragais os fenocristais
de feldspato apenas estão orientados próximo das zonas de
contacto.
Os granitos moscovítico>biotíticos do Grupo III
(Felgueiras e Sanguinhedo) e biotíticos (Telões e Souto)
apresentam uma textura isotrópica, sem orientações
preferenciais na orientação dos seus minerais.
231
apresentam uma concentração de terras raras baixa a
moderada (ΣREE = 48,97 a 266,02 ppm), um
enriquecimento generalizado em LREE em relação às
HREE (LaN/LuN = 13,55 a 56,68) e anomalias negativas de
Eu, sugerindo que derivaram da fusão parcial de materiais
metassedimentares (granitos do tipo S). No entanto, os
granitos sin- a tardi-F3 de Vale das Gatas e Felgueiras
mostram uma concentração de terras raras mais elevada
(ΣREE = 325,40 a 487,10 ppm), provavelmente por
conterem maiores quantidades de minerais acessórios
como a monazite (concentradora de LREE) e zircão
(concentrador de HREE), e um enriquecimento de LREE
em relação às HREE (LaN/LuN = 66,53 a 200,08). Por
outro lado, os granitos pós-F3 são calco-alcalinos e
fracamente peraluminosos, com ASI variando entre 1,06 e
1,22, apresentam uma concentração de terras raras
moderada (ΣREE = 123,92 a 219,52 ppm) e possuem
perfis de terras raras com espectros menos fraccionados
(LaN/LuN = 3,99 a 7,14) e com menores anomalias de Eu
do que os granitos do tipo S, sugerindo uma cristalização a
partir de fundidos de anatexia crustal com alguma
contaminação mantélica ou da crusta inferior. O maior
enriquecimento relativo em HREE nos granitos pós-F3
relativamente aos granitos sin- a tardi-F3 poderá ser
explicado por uma maior abundância de zircão. Nos
granitos estudados, os elementos U e Th estarão
essencialmente concentrados nos seguintes minerais
acessórios: monazite (principalmente Th, mas pode conter
U), alanite (pode conter algum Th), esfena e zircão
(principalmente U, mas podem conter Th) (Bea, 2001).
4. Metodologia
A área estudada foi sujeita a um levantamento
radiométrico (sessenta e três medições) utilizando um
espectrómetro portátil de raios gama (modelo Gamma
Surveyor da GF Instruments) equipado com detetor de NaI
(Tl), sendo esta metodologia descrita em pormenor por
Martins et al. (2013). Posteriormente, foram efetuadas
quarenta medições no espectrómetro laboratorial do
Laboratório de Radioatividade Natural da Universidade de
Coimbra (ORTEC), sendo estes métodos enunciados em
Pereira et al. (2013), e quarenta e sete análises químicas
realizadas no Laboratório Nacional de Energia e Geologia
por Fluorescência de Raios-X, sendo selecionadas
amostras representativas de cada tipo de granito para a
obtenção do teor de terras raras por ICP-MS.
5. Resultados e discussão
Os granitos sin- a tardi-F3 são dominantemente alcalinocálcicos e peraluminosos, com ASI variando entre 1,29 e
1,67. De uma forma geral, os granitos sin- a tardi-F3
Fig. 2. Representação gráfica dos teores de: a) urânio (ppm) e b) tório
(ppm) nos granitos estudados.
Fig. 2. Graphical representation of the: a) uranium (ppm) and b) thorium
(ppm) contents in the studied granites.
Os resultados das análises químicas de rocha total (por
fluorescência de raios-X e ORTEC) e as análises
radiométricas de campo são semelhantes (Figs. 2a e 2b),
mostrando que os granitos moscovítico>biotíticos de Vale
das Gatas e Felgueiras são mais ricos em Th do que os
granitos
biotíticos
e
restantes
granitos
moscovítico>biotíticos, que são os mais pobres neste
elemento químico (Fig. 2a), apresentando geralmente teores
de Th inferiores à média da crusta continental superior (Th =
10,7 ppm; Lima et al., 2004). Relativamente aos teores de
U, verifica-se que não há diferenças significativas entre os
vários tipos de granitos, os quais apresentam um teor médio
(obtido por fluorescência de raios-X) de 11 ppm,
excetuando duas amostras do granito de Lamares que
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R. J. S. Teixeira et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 229-232
apresentam valores bastante superiores (25 e 32 ppm; Fig.
2b). Estes valores de U, bem como os seus elevados teores
em Th, poderão ser explicados pela ação de fluidos
hidrotermais na greisenização de alguns domínios do
batólito de Lamares e que foram impercetíveis no momento
de colheita das referidas amostras para estudos geoquímicos.
Os teores de U dos granitos estudados são muito superiores
à média da crusta continental superior (U = 2,8 ppm, Lima
et al., 2004).
Os valores do fluxo de radiação gama medido em
contacto com as rochas graníticas e solos revelam um
elevado potencial radiométrico, ocorrendo anomalias de
intensidade elevada nos granitos de Felgueiras e Vale das
Gatas e intensidade moderada nos restantes granitos, pois
os valores da dose de radiação externa são, respetivamente,
superiores ou ligeiramente inferiores ao “background” de
referência para os granitóides da Zona Centro Ibérica (200
ηGy/h) (Fig. 3).
acordo com dados do Laboratório de Radioatividade
Natural, existe uma tendência para os granitóides
biotíticos portugueses apresentarem teores mais elevados
de U e Th que os granitos de duas micas. Contudo, neste
trabalho tal facto não se verificou, pois os granitos
moscovítico>biotíticos de Vale das Gatas e Felgueiras
são mais ricos em Th do que os granitos biotíticos de
Telões e Souto, muito provavelmente devido aos
processos magmáticos envolvidos na sua génese, que
favoreceram a incorporação deste elemento nos seus
minerais acessórios.
A utilização de diversas metodologias analíticas
(fluorescência de raios-X, espectrómetro de campo e
ORTEC) permitiu a posterior comparação das
determinações de U e Th, verificando-se que, de uma
forma geral, existe uma boa correlação nos valores
obtidos para as diversas litologias estudadas.
Agradecimentos
Este trabalho é financiado pelo Centro de Geociências e
pelo Programa Operacional Fatores de Competitividade –
COMPETE e pelo QREN- Quadro de referência
Estratégico Nacional através da FCT – Fundação para a
Ciência e a Tecnologia no âmbito de uma bolsa de
doutoramento com a referência SFRH/BD/87336/2012.
Referências
Fig. 3. Representação gráfica do fluxo de radiação gama total (cps) e da
dose de radiação externa (ηGy/h) dos diversos granitos estudados.
Fig. 3. Graphical representation of the total gamma radiation flux (cps)
and external radiation dose (ηGy/h) in the studied granites.
6. Conclusões
De todas as litologias da região, os granitos
moscovítico>biotíticos de Vale das Gatas e Felgueiras
apresentam os teores médios de Th mais elevados, pelo
que não constitui surpresa que o fluxo de radiação gama
seja também o mais elevado, sendo superior ao próprio
“background” dos granitóides da Zona Centro Ibérica. De
Bea, F., 2001. Una compilación geoquímica (elementos mayores)
para los granitóides del macizo Hesperico. In: M. Lago San
José, E. Arranz Yagüe, C. Galé Bornao, (Eds). Volúmen de actas
del Congreso Ibérico de Geoquímica – Congreso de Geoquímica
de España. INO Reproducciones S.A., Zaragoza, 17-34.
Lima, A., Albanese, S., Cicchella, D., 2004. Geochemical baselines
for the radioelements K, U and Th in the Campania region, Italy:
A comparison of stream- sediment geochemistry and gamma ray surveys. Applied Geochemistry, 20, 611–625.
Martins, L., Teixeira, R., Pereira, A., Neves, L., Gomes M.E.P.,
2013. Dados radiométricos em rochas e solos das regiões de
Amarante e Vila Real (Norte de Portugal). In: III CJIG, LEG
2013 e 6th PGUE, Estremoz, 85-88.
Pereira, A., Pereira, D., Neves, L., Peinado, M., Armenteros, I.,
2013. Radiological data on building stones from a Spanish
region: Castilla y León. Natural Hazards and Earth System
Science, 13(12), 3493-3501.
Vilela de Matos, A., 1991. A Geologia da Região de Vila Real.
Tese de doutoramento, Universidade de Trás-os-Montes e Alto
Douro (não publicada), 312 p.