INSTITUTO ASTRONÔMICO E 6EOFÍSICO CARACTERIZAÇÃO GEOFÍSICA DA SUÍTE INTRUSIVA DE ITU ELISABETE MARIA PASCHOLATI TESE DE DOUTORADO DEPARTAMENTO DE GEOFÍSICA ORIENTADOR: PROF.DR. KENKICHI FUJIMORI - 1989 - y I SÂO PAULO-BRASIL CARACTERIZAÇÃO GEOFÍSICA DA SUÍTE INTRUSIVA DE ITÜ ELISABETE MARIA PASCHO .ATI TESE DE DOUTORADO DEPARTAMENTO DE GEOFÍSICA ORIENTADOR: PROF.DR.KEWKICHI FUJIMORI - 1989 - Aos que? estiveram, Aos que estão, Aos que: listarão... AGRADECIMENTOS Ao Prof.Kenkichi Fujimori, pela amizade e orientação. Ao Prof.Dr.GiIberto Amaral, marido, colega e orientador da parte geológica, sem o qual esta tese nSo teria sido escrita. Ao Prof.Dr. Raphael Hypólito e colaboradores do IG-USP, pela análise química do ferro. Ao Prof. Silvio Vlach, do IG-USP, pelos estudos petro- lógicos. Ao Prof.Dr. Uladimir Schukowsky, do IAG-USP, pela ajuda na execução do levantamento gravimétrico. Ao Dr. Carlos Oiti Berberti , do DNPM, pelo fornecimento dos mapas aero-radiométrico e aeromagnético. Ao Instituto de Pesquisas Energéticas c; Nucleares» IPEN/CNEW-SP , pelas análises por ativação neujbr on i ca , Aos Profs. Ivonete Sardela, Fernando B. Ribeiro c Fran- cisco Y. Hio.rfo, pelas discussões e colaboração. Ao Prof.Dr- Paulo R. Pascholati, do IF-USP, pelas dis- cussões e revisão do trabalho. Aoc Profs.Dr<s. v"i?:<:> R. Van in e Otaviano A.M. Helene, do IF - U S P , p e 1 a s d i s c u s s o e s. 'A todos que cuidaram de meu filho Leonardo para que este trabalho pudesse sc:r escrito, em especial à Sônia e José Ca- r i 1 e . A us funcionários em geral do iAB-USPr em sspec; i a l à Ro- sana, Vitorio, Senivai do e Jefferson. Ao CNPq, FAPESP e FINFHP r>t;7o apoio financeiro. ÍNDICE I - INTRODUCSO i II. ASPECTOS GE^OLpG^COS 4 i - GEQLOGIA LOCAL 4 1.1. Fácies granitóides 5 1.2. Relações de contact o e estruturas 6 1.2.1. Estruturas maiores 10 1.2.2. Estruturas menores 12 2- PETRORRAFIA 13 2.1. B iot i ta-grart i tos 13 2.2. (Fe)-hast ings ita-b iot i ta granitos 15 2.3. Leuco-d ior it ó ides 15 2.4. Mi crogran i tos 16 III . M£I.QnCLLfòeiâS. 17 i. EiSPECTRQMETRIA BAHft . , 17 1.1. Fatores que influenciam a .:> medidas .......... 17 1.2. Métodos útil irados 22 1.2.1. Levantamento superficial 23 1.2.2. Laboratório 24 1.2.2.1. Resrest-,fo linear (RI.) 2.6 1.2.2.2. Sisi-eifcít de equações (SE-:) .... 26 1.2.2.3. Cal'bi-ç:ao absoluta (CA) 27 1.3. Erro nas análise* 28 1.4. Resultados , . 29 1.4.1. Levantamento i ..;perf ic ial (LS> 29 1.4.2. Labor at cri o .. 41 1.4.2.1 P íGr «rssão 1 i ncrar (RI...) 44 1.4.2.2. !:>is».enra de equações (SE!) .... 46 í.4.,2,3. C--)libraçao absoluta (CA) .... 46 2- ÍLLU.OE.IMLIRM 48 2.1. Curva de cal ibra^:<>'u 50 í>.2. Urânio lisiviável (UFlix) 51 2.3. Urânio total (UFtc) 52 2.4. Re-, u 11 iulor, ... , „ . „ 54 2.5. Erro nas -".nál i se ir. 49 3.. ftüIQzfi.ADI.O.eR.AI.lO 56 d>la r? f' ííU ] í,' tHl OS »<„•...••..••...•••«••••••.»•••••. •.;(;/ 4. QUJJJ.0.£i..ilé.IQ.D.O.'i . .'. • •• . 62 IV. EISnL'RsZ0 DOR BFfilltTADOS 65 1. P.BQR» FMAS MFTODOt ÓGICOS 65 1.1. Espectrometria gama ........................ 65 1.2. Fluor imetr ia 8? 1.3. Auto-radiografia 89 2. HARAnTERIZACSO GEOFÍSICA DA SUÍTE GBANTTTTA OF UU 90 2.1. Espectrometria de laboratório 90 2.2. Espectrometr ia de campo 112 2.3. Fluor imetria 113 2.4. Auto-radiografia 114 2.5. Calor radiogênico 115 3. IMPLICACoES GEOLÓGICAS 117 3.1. Contribuição ao mapeamento geológico ........ 117 3.1.1. Aero-radiometria 117 3.1.2. Aeromagnetometria 117 3.1.3. Gravimetria 118 3.1.4. Metalogênese 123 4. A^EiüIIfí^^MiLLEJtiT ft IS 124 V - C.ô.iiCLU.B.Q£S-..E._8£CÍMEiiDACaí:S. 127 VI. REEERÊMCJAa 130 RESUMO O uso integrado de dados seofísicos, geológicos, geo- químicos, petrográficos e de sensor, iamen to remoto, permitiu au- mentar consideraveiMente o volume de dados sobre a Suíte Intrusi- va de Itu. O principal método geofísico empregado 'Foi a espectro- metria gama aliada a flúorimctria e auto-radiografia; resultados gravimétricos também sao apresentados. Dos três métodos utilizados na espectrometria gama de laboratório para cálculo dos teores de K, U e Th, ver i -ficou-se que o mais simples, o da regressão linear <RL), era o que forne- cia o melhor resultado para U, enquanto que para K e Th, tanto o sistema de equações (SE) como a calibração absoluta (CA) apresen- taram os melhores resultados. 0 levantamento de superfície utili- zando espectrometria gama, além de servir para comparação com os resultados de laboratório, permitiu uma contribuição ao estudo da radiação ambiental. A flúorimetria revelou que aproximadamente i/3 do U es- tá concentrado nos interstícios dos grãos, enquanto o restante situa-se no'reticulo cristalino. Na auto-rad iograf i a, focos, nu- vens e, aparentemente, linhas, provocadas por partículas alfa e~ videnciaram a presença de U e Th nos minerais. Entretanto, não se pode discriminar ou quantificar ambos os elementos por causa do tipo de detetor utilizado. Os resultado radiométricos obtidos, aliados acs outros métodos, permitiu n. discriminação de quatro corpos granít icos, limitados por exposições do embasamento, falhas ou limites t:ir— cunscritos, denominados Grani to Salio, Granito Faz. Santa Cruz, Cranito Faz. Japão e Grani to Itupeva. Apesar de distribuídas por toda a área estudada, ocorrências menores não puderam ser indivi- dualizadas por falta de informações. Como decorrência, o antigo "granito" ou "bê<t ól ito" de Itu foi redefinido corno Suíte Intrusi- va de Itu. Cada um dos quatro corpos principais pode ser indivi- dual izado por suas relações com as t?nca i xanl e<;> e por suas carac- terísticas petrográf icas, geoqu ím i t:as e geofísica*. Os Grani tos Salto e ItupevEv í>ão mais radioativos e mi; i s» diferenciados». Do ponto de vista de: produção de calor, o Granito Xtupeva é o mais "quentf-;", coat diversas anomalias maiores que SywJW/iri01» Este? fa~ - to, aliado à posição estrutural do granito (topo de intrusão), 'freqüência de ocorrências Minerais (U, Sn, Cu, Ho, Pb), pet rol o- gia (biotita granitos) e elevada razão Th/U (indicativa de oxida- cão tardi ou pós-magmática), torna-o alta«ente recomendável para estudos metalogênicos «ais pormenorizados. Modelagem gravimétricâ, executada para dois perfis na parte sul da Suíte, indicou raízes pouco profundas, entre 3.509 e • 6.000 m, quando comparadas com a largura dos corpos. A existência de um "roof pendant" de embasamento, além de outras característi- cas, sugere que o granito Itupeva esteja menos erodido e, conse- quentemente, com raízes mais profundas. COMO contribuição do estudo da radiação ambiental, foi feito um cálculo da dosagem ao nível do solo, causada pelo teores de K, U e Th. A dosagem média calculada mais a radiação interna e raios cósmicos foi de 998 iiSv/ano, abaixo dos limites máximos re- comendados pela Comissão Internacional de Proteção Radiologies (5.000 uSv/ano). Todavia, um Mapa de isovalores de dosagem ra- dioativa ambiental, mostra que diversas partes da Suíte apresen- tam níveis superiores ao dobro da média (2.009 uSv/ano). ABSTRACT The integrated use of geophysical, geological» geochem- ical, petrographacal and remote sensing data resulted in a sub- stancial increase in the knowledge of the Itu Intrusive Suite. The main geophysical method was gamma-rag spectrometry tügether with fluorimetry and autoradiography. Three methods were used for calculation of laboratory gamma-ray spectrometry data. For U, the regression method was the best.one. For K and Thr equations system and absolute calibration presented the best results. Surface gamma-ray spectrometry allowed comparison with laboratory data and permited important contribution to the study of environmental radiation. Uranium fluorimetric determinations indicated that ons third of U is concentrated within grain boundaries and th*; remaindins inside minerals. Autoradiographic films showed focuses, clouds and apparent lines caused by alfa radiation from U and Th decay. However it was not possible to discriminate or quantify both elements due to the kind of defector used. The integrated analysis of the results allowed discrimination of four intrusive bodies, bounded by basement outcrops, faults or circumscribed contacts, named Salto, Faz:. Cruz Alta, Fas:. Japao and Itupeva Granites. Hi nor bodies occur sci*t:*:e^ed and ' were not discriminated due to the lack of information» As co. sequence:, the former Itu "granite" or "b a11i o 1 i t h " wa 15 r ed e f i n ed as Intrusive Suite. Each of t ft e f our main bodies can be discriminated by its geochemical, petrol o g i c aí, s t r u c t u r a 1 a n d 9 e o p h y s i c: a 1 c. h » r a c t e> r i s t í c r». T h <:: Salto and Itupeva Granites arc the most differentiated ancf radioactive. From the point of view of heat generations, th'et 11 ui> e ya Gr an i •: e i s the "hottest" with se ver a 1 an oma lies abov<•:•: 5 M.W/m . This fact allied to the structural posit io of this fjr«»nit:e (intrusion top), frequency of mmera.l occurrence!; (W, Sn, Cu, Mo,F>b), peitrography (bioiite grv»n i tea), high Th/U ratio <su<uii»t i vci of late to po^t-magmat i c oxidation), is highly r o:c <:>mmun<i at i ve f or det: i\ i 1 ed m<:: i: «1 1 oy en i c i:>í: ud i *:• s ,.