Capítulo 9. O terceiro regime: a crosta reaberta, ca. 1,91–1,86 Ga
Granitos tipo A, fluidos salinos e a última grande reativação mineral de Carajás
Modelo de trabalho
O magmatismo ferroano de ca. 1,91 a 1,86 Ga reaqueceu uma crosta fraturada sob aquíferos novos. Águas das coberturas Águas Claras e Caninana-Paredão-Gorotire circularam profundamente, adquiriram salinidade por interação prolongada com a rocha e misturaram-se a fluidos magmáticos. O terceiro regime herdou a arquitetura hidráulica e as fontes metálicas, não a água do Neoarqueano. A terceira ativação como continuação de um sistema provincial, a salinização profunda das águas novas e o Complexo Formiga como fonte dos metais de Serra Pelada são hipóteses deste livro; as idades, as paragêneses e as relações de corte são medidas.
Uatumã · granito tipo A · aquífero · greisen · Breves · Salobo · calcocita · adulária · epitermal · Serra Pelada · Complexo Formiga · Orosiriano · ca. 1,91–1,86 Ga
Resumo
Entre ca. 1,91 e 1,86 Ga, Carajás recebeu granitos tipo A e uma nova circulação hidrotermal, a terceira e última de sua biografia mineral principal. Breves, Alvo 118, Estrela e Gameleira registram a janela em biotita, xenotímio, monazita e minerais associados. A proximidade entre as idades do magma e as dos fluidos, a posição nas cúpulas dos granitos e a associação de urânio, tungstênio, estanho, bismuto, molibdênio e flúor sustentam um regime ligado ao magmatismo paleoproterozoico.
O evento reutilizou uma crosta preparada durante quase novecentos milhões de anos. Falhas, contatos, zonas alteradas e rochas máficas férteis já estavam lá. Os aquíferos eram novos. Águas Claras e as coberturas Caninana-Paredão-Gorotire, depositadas depois do colapso do capítulo 8, forneceram água capaz de penetrar o embasamento fraturado, reagir por longos percursos e virar salmoura. A escapolita e a alteração de sódio e cálcio do capítulo 6 provam circulação salina antiga, sem continuidade física com o fluido paleoproterozoico.
A mineralogia muda com a profundidade e com a fonte. Greisens e veios de elementos granitófilos ocupam as cúpulas; substituições de sulfetos elevam localmente o teor de cobre sem acrescentar cobre; hematita, sericita, clorita e carbonatos marcam condições mais rasas e variáveis. Veios de adulária indicam ambientes tardios de baixa temperatura, embora sua idade ainda precise de datação direta. Serra Pelada testa o alcance da rede numa cobertura sedimentar rica em carbono, e este livro adota o Complexo Formiga, logo abaixo, como fonte de seus metais do grupo da platina.
1. O pulso magmático
A terceira ativação começa com os granitos tipo A da Suíte Serra dos Carajás e corpos correlatos (Dall’Agnol et al., 2005). O capítulo 5 apresentou o tipo A como o granito quente e seco que só se forma quando a base da crosta é aquecida com força, e aqui ele volta em outra escala. Por volta de 1,88 Ga, um episódio de magmatismo félsico varreu o Cráton Amazônico inteiro, de Carajás a Roraima, deixando granitos, riolitos e ignimbritos numa área do tamanho de vários estados. É o evento Uatumã, uma das grandes províncias ígneas silícicas do planeta, as irmãs félsicas das províncias basálticas que fragmentam continentes (Bryan e Ferrari, 2013). Em Carajás, cúpulas rasas, apófises e fraturas puseram esse magma em contato com as coberturas e com os sistemas hidrotermais mais antigos.
A fonte térmica admite mais de um mecanismo. A queda da raiz de um orógeno, como a do capítulo 4, pode trazer manto quente para perto da base da crosta e gerar fusão sem deixar uma província basáltica exposta. Magma máfico acrescentado à base da crosta, extensão dentro da placa e uma anomalia térmica regional do manto também participam dos modelos publicados para o Uatumã. A ausência de basaltos preservados não escolhe sozinha entre eles. A delaminação permanece hipótese eficiente, não solução encerrada.
A comparação com a província de Gawler, na Austrália, é útil. Ali, granitos ferroanos de ca. 1,59 Ga, a suíte Hiltaba, acionaram uma crosta fértil e produziram Olympic Dam, o maior IOCG do mundo, com alteração de sódio e cálcio semelhante à de Carajás. O paralelo mostra que magmas graníticos pobres em cobre podem produzir depósitos gigantes quando estrutura, salmoura e fonte de metal convergem. Sustenta possibilidade de processo; não estabelece identidade de ambiente tectônico nem de fonte.
2. Aquíferos novos, caminhos antigos
A permanência de Carajás está na planta, não na água. Em 1,88 Ga, a erosão e a sedimentação já tinham criado algo que faltava aos regimes anteriores. Aquíferos, camadas de rocha porosa e permeável que armazenam e transmitem água, como as que abastecem poços hoje. Águas Claras e o conjunto Caninana-Paredão-Gorotire, arenitos e conglomerados depositados sobre o edifício neoarqueano depois do colapso riaciano, funcionavam como reservatórios de água de chuva e de rio. Falhas profundas ligavam essas coberturas ao embasamento e às cúpulas dos granitos novos.
É como um prédio antigo que recebe água nova pelo mesmo encanamento. Os tubos, as conexões, as curvas e os pontos de vazamento permanecem. A água que passa hoje não é a que circulou no dia da inauguração. Em Carajás, a arquitetura hidráulica sobreviveu. Cada ciclo abasteceu a rede com aquíferos, águas, temperaturas e composições próprias.
Água que desce por aquíferos e por um embasamento fraturado aumenta o tempo de residência e a superfície de reação. Dissolve minerais, troca íons, incorpora cloro e outros solutos e pode evoluir para salmoura, pelo mesmo caminho que o capítulo 6 descreveu para a água do mar. Aquecimento e mistura com voláteis magmáticos ampliam sua capacidade de transportar metais. O fluido de 1,88 Ga pertence a esse circuito novo. A arquitetura, as fontes de metal e os volumes reativos constituem a herança.
A escapolita arqueana conserva o recibo de uma salmoura anterior. Ela demonstra que a crosta já havia hospedado circulação salina e registra parte da alteração que o novo fluido encontrou pelo caminho. Pode liberar componentes durante reações posteriores, mas o terceiro regime não precisa dessa contribuição. A salinização profunda dos novos aquíferos basta para fechar o balanço de água.
O estilo é mais raso e mais quebradiço que o dos regimes neoarqueanos. Sericita, clorita, epidoto, carbonato e veios tardios, minerais de temperatura mais baixa, atravessam setores extensos. Associações mais específicas alinham-se a falhas e cúpulas. A frequência regional dessas fases demonstra sobreposição ampla; atribuir cada grão ao pulso paleoproterozoico exige relação de corte, química mineral ou idade. Alteração fria também pode registrar resfriamento prolongado e eventos ainda mais jovens.
3. A assinatura granitófila
Breves oferece a expressão mais direta. A mineralização ocupa rochas da Formação Águas Claras e o teto alterado de uma intrusão. Quartzo e mica substituíram o granito e sua capa, formando o que se chama greisen, a alteração que um granito faz em si mesmo e em seu teto quando seus últimos fluidos, ricos em flúor, escapam. Tungstênio, estanho, molibdênio, bismuto e flúor acompanham cobre e ouro. É a associação dos depósitos de estanho do mundo inteiro, posta a serviço de um sistema de cobre. Skarn, o outro tipo de depósito de teto de granito, exige reação com encaixante carbonática e pertence a outro arranjo.
As idades unem depósitos e magmatismo, e vale dizer como foram medidas. A biotita, a mica escura, guarda o argônio produzido pelo decaimento do potássio desde que esfriou abaixo de uns trezentos graus; o método argônio-argônio lê esse relógio. Xenotímio e monazita, fosfatos de terras raras que crescem do fluido hidrotermal, guardam chumbo produzido pelo urânio e pelo tório e são lidos pelo método urânio-chumbo. A biotita registra 1.885 ± 4 Ma no Alvo 118, 1.886 ± 5 Ma em Breves, 1.896 ± 7 Ma em Estrela e 1.908 ± 7 Ma em Gameleira (Pollard et al., 2019). Os cronômetros medem coisas diferentes, cristalização, alteração ou resfriamento, e a concentração entre 1,91 e 1,86 Ga, somada às relações de campo, define o regime.
A proporção entre o componente do granito e a rocha atravessada explica a carga. Trajetos curtos a partir de cúpulas evoluídas preservam urânio, tungstênio, estanho, bismuto, molibdênio e flúor. Circuitos que percorrem maior volume de vulcânicas máficas adquirem mais cobre, ferro e ouro. A regra da fertilidade do caminho, do capítulo 6, opera como mistura, não como oposição entre granito estéril e basalto fértil.
Uma máquina de café separa o motor da fonte da carga. A máquina fornece calor e pressão. A água quente atravessa o pó e extrai dele o que chegará à xícara. Em Carajás, o granito pode fornecer calor, acidez, enxofre e os agentes que mantêm metais em solução sem fornecer a maior parte do cobre. A pilha máfica lavada pelo fluido completa a carga. O minério é o produto do motor, da água e do caminho percorrido.
4. Cobre antigo, sulfetos novos
Os três sulfetos de cobre mais comuns formam uma escada de teor, e a escada tem número. A calcopirita, de ferro e cobre, tem cerca de 35 por cento de cobre. A bornita, com mais cobre e menos ferro, tem 63. A calcocita, só cobre e enxofre, tem 80.
CuFeS₂ (35% Cu) → Cu₅FeS₄ (63% Cu) → Cu₂S (80% Cu)
Quando um fluido substitui calcopirita por bornita ou calcocita, o teor do minério sobe, quase o dobro num caso e mais que o dobro no outro, sem que entre cobre novo. O que sai é ferro e enxofre. É uma concentração por subtração. A substituição registra mudanças na atividade de enxofre, na temperatura e no estado de oxidação do fluido, e pode incluir entrada ou saída de cobre, mas o ganho de teor, em si, não exige metal novo.
Salobo preserva quatro gerações sobrepostas, e a quarta é desta classe. O sistema exalativo de ca. 2,75 Ga preparou a pilha e seus condutos. Um primeiro regime IOCG operou em ca. 2,70 Ga; um segundo, em ca. 2,57 Ga, reorganizou e ampliou o corpo. O pulso Uatumã de ca. 1,88 Ga voltou a percorrer o depósito, substituiu sulfetos e concentrou o cobre já presente. Nesse quarto estágio, o modelo adotado aqui é melhoria de teor sem adição de metal.
O chumbo sustenta essa leitura, e exige uma palavra sobre o que ele mede. O valor Pb-Pb de 2.705 ± 42 Ma obtido em calcocita de Salobo (Réquia et al., 2003) é uma idade-modelo de um sistema com componentes misturados. Uma idade-modelo de chumbo misto se parece menos com a data impressa numa fotografia e mais com a genealogia das pessoas que aparecem nela. Ela informa de onde vieram os componentes; não revela quando o grupo se reuniu. O chumbo arqueano da calcocita registra a herança do sistema. Não data a cristalização do mineral, não individualiza as gerações de 2,70 e 2,57 Ga e não mede o pulso de 1,88 Ga. Sua composição, porém, conserva chumbo arqueano e não acusa entrada de chumbo novo durante a substituição paleoproterozoica. O dado sustenta, assim, uma melhoria Uatumã do estoque antigo sem nova carga de metal. Relações de corte, texturas de substituição e relógios ligados a cada geração de minerais organizam a sequência; o chumbo misto registra a herança.
A troca de magnetita por hematita, que marca muitos setores rasos, também pede mais de uma variável. A hematita é o óxido de ferro mais oxidado, e sua presença no lugar da magnetita indica fluido mais oxidante, temperatura menor, interação com coberturas e com água de chuva, maior razão entre fluido e rocha, ou composição diferente da encaixante. A atmosfera posterior ao Grande Evento de Oxidação ampliou o reservatório de água oxidada na superfície e pode ter influenciado a recarga dos aquíferos. Entre o oxigênio atmosférico e a hematita profunda existe, contudo, um caminho hidrogeológico que precisa ser demonstrado. A mineralogia registra o estado do fluido no sítio, não a atmosfera de forma direta.
5. O andar raso
Veios tardios com adulária e texturas em pente cortam tramas anteriores em Salobo, Furnas, Pojuca e GT-46 (Tavares et al., 2022). A adulária é um feldspato potássico de baixa temperatura, e cristais de quartzo crescendo lado a lado a partir das paredes de uma fratura, como os dentes de um pente, mostram que o veio foi preenchido em espaço aberto, perto da superfície, onde a rocha se parte em vez de se dobrar.
Essa é a assinatura dos sistemas epitermais, os depósitos formados a menos de um ou dois quilômetros de profundidade e abaixo de trezentos graus, nos quais a água quente chega perto de ferver. Os campos de gêiseres de hoje são epitermais ao vivo, e seus veios de quartzo bandado e adulária são o que resta quando a fonte seca. A adulária pode marcar esses sistemas, sobretudo quando acompanha ebulição, quartzo bandado e zonação vertical. Sozinha, ela não fixa classe nem idade.
Aqui reaparece, perto da superfície, a física da garrafa de água com gás do capítulo 6. A queda de pressão pode produzir ebulição, abrir espaço e precipitar quartzo, adulária e sulfetos. A textura registra o momento em que o fluido deixou de conseguir carregar tudo o que trazia.
Essas ocorrências abrem um alvo real. Datação da adulária, inclusões fluidas, isótopos estáveis e mapeamento da relação com diques e granitos podem verificar se os veios pertencem ao regime de 1,88 Ga. Se pertencerem, Carajás preserva uma coluna que liga cúpulas greisenizadas, em profundidade, a níveis rasos quase de superfície. Se forem mais jovens, revelarão outra ativação da mesma rede. Os dois resultados interessam à exploração.
6. Serra Pelada
Serra Pelada é a imagem mais conhecida de Carajás, e não por sua geologia. Nos anos 1980, dezenas de milhares de homens escavaram ali, à mão, uma cava de dezenas de metros, e as fotografias dessa multidão subindo escadas de madeira com sacos de terra nas costas correram o mundo. O capítulo 14 volta a essa história. Aqui interessa o que havia embaixo dos sacos. Ouro em teores extremos, acompanhado de paládio e platina, numa associação que quase não existe em outro lugar.
O depósito ocupa a charneira de uma dobra reclinada na Formação Águas Claras, isto é, a zona de curvatura máxima de uma dobra deitada de lado. Siltitos ricos em carbono e arenitos dolomíticos hospedam zonas de hematita, de clorita e carbono, de alteração argílica e de silicificação. Carbono hidrotermal e matéria carbonosa participam de uma armadilha redutora. Um fluido oxidante que carregava os metais encontrou rocha rica em carbono, perdeu seu estado de oxidação e largou a carga (Berni et al., 2014, 2016, 2019). É o gradiente do capítulo 6, aqui na forma química mais nítida de toda a província.
O depósito confirma que a rede mineral alcançou rochas sedimentares jovens e armadilhas estruturais afastadas do BIF. Sua ligação exata ao pulso de 1,88 Ga depende das idades disponíveis e de sua interpretação. Registros paleoproterozoicos em biotita e em minerais hidrotermais favorecem essa associação, mas a história de intemperismo intensa exige separar minério primário, enriquecimento tropical e redistribuição tardia.
A fonte dos metais do grupo da platina está imediatamente abaixo da armadilha. O Complexo Formiga, um corpo máfico-ultramáfico da mesma família de Luanga e Vermelho, ocorre sob a falha basal da unidade. A estrutura percorrida pelo fluido corta o complexo, atravessa o contato e alcança Serra Pelada. Reservatório, conduto e sítio de precipitação pertencem à mesma seção. O modelo deste livro extrai paládio e platina do Formiga, transporta-os num fluido oxidante e os concentra quando a falha encontra a cobertura carbonosa dobrada. Razões entre paládio e platina, isótopos de ósmio, assinaturas de selênio, telúrio e bismuto e inclusões minerais continuam importantes. Seu papel agora é medir a assinatura do Formiga, a eficiência da lixiviação e as mudanças sofridas durante o transporte. A geometria resolve a fonte; a geoquímica deve resolver o caminho.
7. Três regimes, uma planta
Com o terceiro regime, a biografia mineral principal de Carajás fecha, e vale lê-la de uma vez. Um sistema exalativo no fundo do mar, em 2,76 a 2,73 Ga, perfurou o horizonte de ferro e deixou os primeiros condutos. Um primeiro regime de cobre e ouro, em 2,72 a 2,68 Ga, usou as cúpulas graníticas neoarqueanas como motores e a água do mar como salmoura. Um segundo, em 2,61 a 2,45 Ga, reabriu a borda norte e alcançou volumes novos da pilha. Um terceiro, em 1,91 a 1,86 Ga, reaqueceu a crosta com os granitos do Uatumã e usou água de chuva das coberturas novas, salinizada no caminho. Novecentos milhões de anos, três fontes de calor, três águas diferentes, uma única rede de encanamento.
Cada regime acrescentou o que sua química permitia. Níquel e platina ficaram nos cumulatos desde o início. Cobre, ouro e ferro foram lavados da pilha máfica pelas salmouras. Urânio, tungstênio, estanho e molibdênio chegaram com os granitos. O manganês esperou uma atmosfera com oxigênio e uma plataforma. A planta permaneceu. É por isso que um mapa de Carajás parece um palimpsesto, um pergaminho escrito, raspado e reescrito, em que a mesma linha serve a três textos.
8. Níveis de confiança
São evidência as idades agrupadas dos depósitos ligados aos granitos; cúpulas, greisens e a associação de urânio, tungstênio, estanho, bismuto, molibdênio e flúor; a sobreposição regional de alteração rasa; as substituições entre sulfetos e seus teores; as ocorrências tardias de adulária; a geologia, a mineralogia e os teores de Serra Pelada; e a repetição espacial de estruturas e volumes alterados (Grainger et al., 2008).
São modelos publicados a relação entre depósitos paleoproterozoicos e granitos tipo A, a mistura de fluidos magmáticos e externos, o enriquecimento de teor por substituição de sulfetos e a precipitação de ouro, paládio e platina em armadilhas carbonosas por fluidos oxidantes. A delaminação como fonte de calor e o paralelo com Gawler são modelos comparativos plausíveis.
São hipóteses deste livro a terceira ativação de um sistema provincial contínuo; a salinização profunda de águas das novas coberturas; a influência indireta da atmosfera posterior ao GOE sobre a hematita; a integração dos veios de adulária numa coluna epitermal; e, em Serra Pelada, o Complexo Formiga como fonte dos metais do grupo da platina, sustentado pela conexão estrutural e ainda sem assinatura e balanço de massa que o confirmem.
Conclusão
O terceiro regime encerra a biografia mineral principal de Carajás porque reúne, numa janela datada, as peças que os dois anteriores deixaram. Os granitos do Uatumã deram o calor. As coberturas deram a água. A rede de falhas e contatos, aberta em 2,76 Ga e reeditada em cada ciclo, deu o caminho. A pilha máfica deu o cobre e o ouro, os granitos deram seus elementos próprios, e o Formiga, talvez, a platina. Nada disso exigiu que o Neoarqueano continuasse. Exigiu que ele tivesse deixado a planta.
A crosta continua ativa depois de 1,86 Ga, mas o distrito mineral deixa de ser o personagem. O próximo capítulo abre a lente para o continente que o contém, e acompanha o que Atlântica fez com sua gramática nos dois bilhões de anos seguintes.
Referências
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