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THE LODE-PORPHYRY MODEL AS DEDUCED FROM THE CUMARU MESOTHERMAL GRANITOID-HOSTED GOLD DEPOSIT, SOUTHERN PARA, BRAZIL
O MODELO LODE PORFIRÍTICO DEDUZIDO A PARTIR DO DEPÓSITO MESOTERMAL DE OURO EM GRANITÓIDE DO CUMARU, SUL DO PARÁ, BRASIL
Autor
SANTOS, MÁRCIO D.
LEONARDOS, OTHON H.
FOSTER, ROBERT P.
FALLICK, ANTHONY E.
Institución
Resumen
A new type of gold deposit is described for the Amazon Craton, in the Carajás greenstone belt province. Instead of mesothermal mylonite-hosted lodes or exhalative deposits already recognized in the Carajás Province, the Cumuru gold deposit is hosted by a calc-alkaline 2.82 Ga granodiorite pluton of volcanic arc affiliation. The Cumaru granodiorite is intruded in the horse-tail dilation sites of a shear zone that crosscuts the volcano-sedimentary mylonitic rocks of the Archean Gradaús greenstone belt. The Cumaru gold-bearing quartz veins lie along NE-SW trending fractures at the NW edge of the granodiorite pluton where disseminated ore in a stockwork array of veinlets is associated with the main lodes in a groundmass of hydrothermal phyllic alteration. Three kinds of fluids were identified in the Cumaru quartz veins. An aquo-carbonic fluid, immiscible at the time of ore formation, is interpreted as a metamorphic fluid related to shear zone. The second type of fluid comprises brines within the H2O-NaCl-KCl-CaCl2 system, interpreted as derived from the granodiorite residual fluids. The third fluid is a low-salinity meteoric water. The T-P conditions for the gold deposition constrained by the hydrothermal chlorite geothermometer and isochores calculated from the fluid inclusions microthermometric data. Values range from 300 to 350°C and 1.3 to 3.8kb. The low fO2 values of the ore fluids and the gold-sulfide paragenesis suggest that sulfur was in reduced state at the time of ore formation, conditions that favor gold transport as thiocomplexes. Two gold deposition events have been identified in the Cumaru deposit, both related with oxidation of the ore fluids. Initially oxidation was caused by immiscibility of the aquo-carbonic fluid and by wallrock sulfidation with decrease in fS2 of the ore fluids. Subsequent mixing between aquo-carbonic fluid and aqueous brines brought about additional oxidation of the ore fluids with increase in fO2 and decrease in pH, favoring gold precipitation. Stable isotope data place important constraints on the source of the ore fluids: δ18O and δD values support the mixing between metamorphic and magmatic water and the δ13C data are consistent with mantle-derived carbonic fluids. The cumulative geological, structural, geochemical, fluid inclusions and isotopic data of the Cumaru gold deposit are similar both to Archean greenstone-hosted lode gold deposits that occur in shear zones and to porphyry-style mineralizations typical of Phanerozoic magmatic arcs. Such a situation suggests that both shear zone activation and granodiorite intrusion were involved in the genesis of the Cumaru mesothermal gold deposit, with is here assigned to a new classification of "lode-porphyry gold deposit". Um novo tipo de depósito aurífero foi descrito para o Craton Amazônico, nos greenstone belts da Província Carajás. Em vez de veios mesotermais, hospedados em milonitos, ou depósitos exalativos, já reconhecidos na Província Carajás, o depósito auríferó do Cumaru é hospedado em um pluton granodiorítico cálcio-alcalino arqueano, típico de arcos vulcânicos. O Granodiorito Cumaru colocou-se em domínios transtensivos de uma zona de cisalhamento tipo rabo de cavalo, cortando rochas vulcano-sedimentares miloníticas do greenstone belt arqueano de Gradaús. Os veios de quartzo auríferos do Cumaru ocorrem em fraturas com direção preferencial NE/SW, na borda NW do pluton do Cumaru, envolvidos por um enxame de filonetes em padrão stockwork, com mineralização disseminada em uma matriz de alteração fflica. Três tipos de fluidos foram identificados nos veios de quartzo do Cumaru. Fluidos aquo-carbônicos, imiscíveis no momento de seu aprisionamento, foram interpretados como fluidos metamórficos relacionados à zona de cisalhamento. O segundo tipo de fluido é representado por inclusões de salmouras do sistema H2O-NaCl-KCl-CaCl2, interpretadas como derivadas dos fluidos residuais do magma granodiorítico. Inclusões aquosas tardias de baixa salinidade correspondem ao terceiro tipo de fluido, considerado como água meteórica. As condições de T-P para a deposição do ouro, estabelecidas pelo geotermômetro da clorita e isócoras calculadas a partir dos dados microtermométricos das inclusões fluidas, situam-se entre 300-350°C e l ,3-3,8Kb. Os baixos valores da fO2 do fluido mineralizante e a paragênese sulfetada do minério aurífero sugerem que o enxofre encontrava-se em estado reduzido no momento da formação do depósito, condições que favorecem o transporte do ouro como tiocomplexos. Dois eventos de deposição do ouro foram identificados no depósito do Cumaru, ambos relacionados com oxidação do fluido mineralizante. Inicialmente a oxidação foi causada pela imiscibilidade do fluido aquo-carbônico e pelo abaixamento da fS2 (sulfetação) nas rochas hospedeiras. A mistura tardia do fluido aquo-carbônico com as salmouras também provocou oxidação do fluido mineralizante, com aumento da fO2 e diminuição do pH, favorecendo a deposição do ouro. Análises de isótopos estáveis forneceram importantes indicações sobre as fontes dos fluidos mineralizantes. Os valores de δ18O e δD sugerem mistura de águas metamórficas e magmáticas, enquanto que os dados de δ13C são compatíveis com fluidos carbônicos de derivação mantélica. As características geológicas, estruturais e geoquímicas, assim como os dados de inclusões fluidas e isotópicos do depósito do Cumaru são consistentes com depósitos auríferos arqueanos tipo Iode, hospedados em greenstone belts, que ocorrem em zonas de cisalhamento, como também com mineralizações de estilo porfirítico típicas de arcos magmáticos fanerozóicos. Tal situação, sugere que tanto a zona de cisalhamento como a intrusão granodiorítica atuaram na gênese do depósito de ouro mesotermal do Cumaru, incluído em uma nova classe de depósito aurífero denominada aqui de "Iode porfirítico".