22º Seminário do Programa de Pós-Graduação em Geologia Departamento de Geologia - Universidade Federal do Paraná 24 a 28 de junho de 2019 Curitiba - PR Estilos de mineralização e geoquímica de Cu, Ag, As, Sb e Zn do depósito de Cu-Ag de Tullacondra (Cork, Irlanda) Andressa de Araujo Silva [email protected] Orientador: Prof. Dr. Pedro Filipe de Oliveira Cordeiro (Departamento de Geologia/ UFPR) Coorientador: Prof. Dr. Leonardo Evangelista Lagoeiro (Departamento de Geologia/ UFPR) Palavras-chave: Metalogênese do Cobre; MVT Irish Type; Irish Midlands Introdução O depósito de Tullacondra é uma mineralização de Cu-Ag pertencente a Irish Midlands, situado a 10 km a noroeste da cidade de Mallow, condado de Cork, sul da Irlanda (Wilbur and Carter 1986). A Irish Midlands é uma província conhecida por abrigar importantes depósitos de Zn-Pb, como os depósitos de Navan, Lisheen e Silvermine, com cerca de 110 milhões de toneladas (Mt) de minério com valor médio de 8% Zn e 2% Pb, 22 Mt a 11,63% Zn e 1,96% Pb, e 17 Mt a 6,4% Zn, 2,5% Pb e 23 g/t Ag, respectivamente (Andrew 1986; Convery 2017; Torremans 2018). Tullacondra consiste de 3,6 Mt a 0,7% Cu e 27,7 g/t Ag, ainda não explorado e tem sido caracterizado como um corpo vertical rico em Cu com trend EW e um stratabound rico em Ag. O depósito está hospedado em rochas carbonáticas do Carbonífero Inferior do Lower Limestone Shale, lateralmente equivalente ao Grupo Navan, no flanco norte da anticlinal herciniana Kilmaclenine (figuras 1A e 1B - Wilbur and Carter 1986). Embora o depósito de Tullacondra não seja caracterizado por ocorrências significativas de Zn-Pb, ele compartilha algumas feições com os demais depósitos da província. Isso porque, estes depósitos estão hospedados nos mesmos intervalos estratigráficos e têm semelhante controle estrutural NE e ENE (Johnston, 1999). Essas similaridades sugerem que depósitos de Cu-Ag, como Tullacondra, façam parte de um mesmo sistema de mineralização que os de Zn-Pb. Entretanto, os processos de formação do minério que permitem a formação de depósitos de Cu-Ag ao invés de Zn-Pb permanecem pouco compreendidos. Assim, nossa hipótese de trabalho é que Tullacondra é um depósito disseminado e filoniano hospedado principalmente no LLS e gerado predominantemente por fluidos hidrotermais, enquanto os depósitos de Zn-Pb tem maior participação de salmouras bacteriogenicas (e.g. Wilkinson, 2010). Portanto, o objetivo deste estudo é interpretar dados petrográficos e geoquímicos de Tullacondra, a fim de caracterizar as principais fases de mineralização, alterações e assinaturas isotópicas. Tais dados e interpretações permitirão redefinir a caracterização dos corpos de minério e futuras comparações e discussões sobre a relação genética entre depósitos do Irish Midlands. Neste resumo, por conta do número restrito de páginas, serão apresentados apenas dados dos principais elementos associados com a mineralização (Cu, Ag, As, Sb e Zn). Contexto Geológico A Irish Midlands é uma plataforma carbonática que hospeda rochas sedimentares do Carbonífero formadas ao fim da Orogenia Caledoniana e parte da Orogenia Herciniana (Johnston, 1999; Phillips e Sevastopulo, 1986). Este período é caracterizado por uma mudança de tectônica compressiva para extensional, quando a deposição se deu sobre rochas metassedimentares silurianas e ordovicianas. A sequência basal é composta de sedimentos clásticos da Bacia de Munster conhecidos como Old Red Sandstone (ORS), aflorante no sul da Irlanda. Com a contínua tectônica extensional e o começo de uma transgressão marinha, deu-se origem a carbonatos marinhos rasos do Grupo Navan e carbonatos recifais micríticos do Waulsortian Complex (Phillips e Sevastopulo, 1986). Essas duas unidades são as principais hospedeiras dos depósitos de Zn-Pb, depósitos lenticulares stratabound e/ou em brechas dolomitizadas associados a falhas normais ENE (Johnston, 1999). A origem dos depósitos está ligada a mistura de dois fluidos, um hidrotermal, que transportou os metais, de moderada salinidade (fluido principal) e outro marinho de alta salinidade e baixa temperatura (Wilkinson, 2010). Em um fluxo de convecção, os fluidos percolaram falhas sindeposicionais durante a diagênese dos carbonatos e lixiviaram metais do embasamento metassedimentar paleozóico (e.g. Everett et al., 2003). Ao alcançar novamente a superfície, encontraram um ambiente marinho redutor bacteriogênico e precipitaram sulfetos (Wilkinson e Hitzman, 2015). Equivalente lateral do Grupo Navan ao sul, o Lower Limestone Shale (LLS) é caracterizado por carbonatos lamosos do estágio Courceyan do Carbonífero Inferior (Philcox, 1984). O Lower Limestone Shale é subdividido da base para o topo em Lower e Upper Transition Beds, Uniform Calcarenite, Lower Shaly Calcarenite, Oolitic Calcarenite, Silty Calcarenite e Upper Shaly Calcarenite (Wilbur e Carter, 1986 – figura 1B). Assim como o Grupo Navan, o LLS também hospeda depósitos minerais, entretanto de menor importância econômica, como o depósito de Tullacondra. Tullacondra está hospedado principalmente no Lower Limestone Shale, parte no ORS e nas unidades sobrejacentes ao LLS, folhelho Ballyvergin Shale e calcarenito bioclástico Tullacondra Limestone. Em Tullacondra, o ORS consiste de 500 metros de espessura de rochas siliciclásticas e de Red Beds, o LLS por ~80 m de calcarenito fino a médio oolítico e bioclástico com intercalações de margas e folhelhos, o Ballyvergin Shale por ~1 m de folhelho e o Tullacondra Limestone por ~35 m de calcarenito crinoidal (Wilbur and Carter 1986). A mineralização é descrita por Wilbur e Carter (1986) como dois corpos de minério, um vertical rico em Cu com calcopirita, bornita e calcocita, e outro stratabound rico em Ag restrito às Transition Beds com calcopirita, bornita e tennantita (figura 1B). O corpo vertical teria 40 m de amplitude e 120 m de profundidade, enquanto o stratabound 5 a 10 m de espessura. Os corpos estão na flexura do norte da anticlinal Kilmaclenine e paralelo a falhas de cavalgamento com trend ENE (Wilbur e Carter, 1986 – figura 1A e 1B). Figura 1 - A. Mapa geológico da anticlinal Kilmaclenine com depósito de Tullacondra (entre a seção A-A’, adaptado do Geological Survey of Ireland - GSI Bedrock Geology 100k Series (1:100,000)); B. Seção geológica esquemática mostrando os corpos de minério vertical e stratabound propostos por Wilbur e Carter (1986). Material e Métodos As amostras estudadas foram coletadas pelo orientador de três furos de testemunho identificados como M73-3, M73-11 e M73-19, localizados na porção oeste, central e leste do depósito (figura 1A), respectivamente. Análise petrográfica em luz transmitida e refletida de 41 amostras foi realizada no Laboratório de Análise de Minerais e Rochas (LAMIR) para caracterizar as principais feições mineralógicas do corpo de minério, assim como análises de 31 amostras por MEV-EDS para permitir a determinação dos minerais não identificados na análise petrográfica. Análises químicas por ICP-AES e ICP-MS no laboratório da ALS Global contribuíram na determinação da proporção de elementos maiores e menores de 43 amostras. Nesse resumo, entretanto, serão estabelecidas as variações químicas dos principais elementos calcófilos presentes na mineralização (Cu, Ag, As, Sb e Zn) para definir seus comportamentos geoquímicos e determinar, com isso, como a mineralização varia ao longo das unidades litológicas. Resultados Caracterização litológica e estilos de mineralização: as unidades litológicas são caracterizadas, da base para o topo pelas seguintes feições petrográficas: a) ORS: arenito médio com quartzo, feldspato, muscovita, barita em matriz micrítica; b) LLS é subdividido em: (I) Lower Transition Series - arenito médio e siltito subordinado com quartzo, feldspato e muscovita em matriz micrítica; (II) Upper Transition Series - arenito com mesmas características que o anterior, mas maior proporção de matriz e calcarenito médio subordinado; (III) Uniform Calcarenite - calcarenito oolítico e bioclástico em matriz micrítica com traços de quartzo e muscovita fina a média; (IV) Lower Shaly Calcarenite - calcarenito médio bioclástico em matriz micrítica e traços de quartzo e muscovita média; (V) Oolitic calcarenite - calcarenito oolítico, contendo oolitos e bioclastos com subordinado quartzo, feldspato e muscovita; (VI) Silty Calcarenite - sem amostras; (VII) Upper Shaly Calcarenite - calcarenito bioclástico em matriz micrítica ou esparítica intercalado por camadas finas de folhelhos. Bioclastos são substituídos localmente por calcedônia, mas também apresentam grãos finos a médios de quartzo e muscovita dispersos. Estilolitos são feições comuns a todas sub-unidades do LLS e ocorrem cortando bioclastos ou contornando cristais de quartzo e muscovita. Dolomitos também ocorrem na base do Upper Shaly Calcarenite na porção oeste do corpo de minério. Além disso, a matriz micrítica, predominantemente calcítica, ocorre como dolomítica nesta parte do depósito; c) Ballyvergin Shale: folhelho calcário contendo principalmente cristais de quartzo, calcita e muscovita muito finos com grãos grossos dispersos de quartzo, calcita e muscovita ; d) Tullacondra Limestone: calcarenito bioclástico médio a grosso, parcialmente fino próximo a base, em matriz micrítica a esparítica. Calcedônia substitui alguns bioclastos. A mineralização é caracterizada por sulfetos disseminados ou filonianos e pode ser dividida em seis estilos: 1. Calcocita-bornita-calcopirita disseminadas: cristais finos a médios anédricos hospedados no topo do Tullacondra Limestone e Upper Shally Calcarenite do oeste do