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ST3 - 15


KIMBERLITOS E ROCHAS RELACIONADAS NO CRÁTON DO SÃO FRANCISCO

Pereira, R.S. & Fuck, R.A.

Instituto de Geociências-Universidade de Brasília, Brasília, D.F. rsp@opendf.com.br, rfuck@unb.br

 

ABSTRACT

 

Around 95% of ca. 500 kimberlite pipes and related rocks identified in the São Francisco Craton occur in the its S-SW sector. Kimberlite, kamafugite, and alkaline intrusions constituting the Alto Paranaíba igneous province intrude Brasília Belt Neoproterozoic metamorphic rocks. Apparently, several intrusions outside Brasília Belt were controlled by SW-NE faults associated with the development of a structural high, which continues towards NE Minas Gerais. Geophysical and morpho-structural data bear evidence of the presence of the structural high. Chemistry of kimberlite minerals from Coromandel and Três Ranchos provides evidence of lherzolite garnet windows, suggesting highest garnet minimum pressure values varying between 49 and 50 kbar and 44 and 53 kbar, respectively. Diamond provenance studies in Coromandel and neighboring areas show a unique population of large dodecahedral diamonds, and absence of cubic diamond in alluvium from the Santo Antonio do Bonito, Santo Inácio, and Douradinho rivers. Ca. thirty intrusions occur in the northern craton sector, distributed within the Archean Serrinha and Gavião blocks. Thermal gradient of ca. 40mW/m2 and recovery of microdiamond in eight kimberlite pipes from the central Serrinha block suggest thick lithosphere roots, favourable to diamond preservation. Isotope determinations indicate intrusion ages between 75 and 120 Ma in the south and Proterozoic ages in the craton northern sector. Data integration suggests that 1) Alto Paranaíba Early Cretaceous kimberlite pipes have higher diamond potential than younger, Late Cretaceous kimberlites; 2) Early and Late Cretaceous kimberlites in the Quadrilátero Ferrífero region have the same diamond potential; 3) exposure of kimberlite in the Gavião block requires horst-type structures where units younger than Mesoproterozoic have been removed by erosion.

 

Palavras-chave: Cráton do São Francisco, kimberlito, geofísica, alto estrutural


INTRODUÇÃO

Em 1968 a empresa Sopemi, hoje denominada De Beers do Brasil, descobriu no rio Santo Inácio, região de Coromandel (MG), o primeiro kimberlito no Cráton do São Francisco. Desde então a De Beers, e outras empresas, têm investido continuamente na prospecção de diamante no Brasil, com descobertas de centenas de kimberlito e rochas relacionadas em todo o país.

Cerca de 95% de um total aproximado de quinhentas intrusões identificadas no Cráton do São Francisco estão situadas na sua porção sul-sudoeste, abrangendo o oeste de Minas Gerais e áreas menores em Goiás e São Paulo. A maioria desta grande ocorrência localiza-se na Faixa Brasília e áreas do cráton a leste, controlada aparentemente por extensos falhamentos noroeste-sudeste ligados ao desenvolvimento do Alto Paranaíba. A orientação principal deste sistema de falhas está bem definida nos levantamentos aeromagnéticos realizados na região. Direções estruturais NNE e NE observadas em imagens de satélite (Pereira, 1990) e mais discretamente nos dados de magnetometria também estão presentes na área. Tais estruturas provavelmente correspondem a falhas de gravidade associadas a sistema extensional orientado sudoeste-nordeste, que alcança os terrenos arqueanos não deformados no interior de Minas Gerais.

Na porção norte do cráton ocorrem cerca de trinta intrusões de kimberlitos, distribuídas nos blocos arqueanos Serrinha e Gavião. Em função da idade, a exposição da rocha no bloco Gavião está sujeita à erosão de unidades estratigráficas mais jovens que compõem estruturas do tipo horst. Determinações isotópicas indicam idades entre 75 Ma e 120 Ma para as intrusões na porção sul do cráton e proterozóicas para os kimberlitos na porção norte.

Estudos geoquímicos dos minerais em ambas as regiões do cráton apontam aumento progressivo na quantidade de granada subcálcica à medida que as intrusões se colocam mais no interior dos núcleos arqueanos não re-trabalhados por orogêneses posteriores. Até o momento, cerca de dez kimberlitos em toda a área do cráton mostraram conter diamantes e um único indicou teores que justificasse avaliação econômica.

 

OCORRÊNCIAS E AMBIENTE GEOLÓGICO

 A maioria dos kimberlitos e rochas relacionadas ocorre na borda sul-sudoeste do Cráton do São Francisco, ao longo da Faixa Brasília, representante mais a leste da extensa orogenia Brasiliana desenvolvida na parte central do país, entre os crátons Amazonas, São Francisco e Paranapanema. As unidades que compõem esta faixa, tais como seqüências sedimentares e metassedimentares de idade proterozóica, intrusões ígneas e seqüência vulcano-sedimentar, o Arco Magmático de Goiás, bem como o maciço de Goiás foram afetados em diferentes graus pelos eventos tectonotermais neoproterozóicos da orogenia Brasiliana. Em geral, as associações de rochas que formam a faixa mostram deformações tectônicas e metamorfismo progressivamente mais intenso na direção oeste, variando de rochas sedimentares não metamorfizadas sobre o cráton a leste, até paragêneses metamórficas nos Fácies Anfibolito e Granulito a oeste (Dardenne, 2000; Pimentel et al., 2000). De acordo com Seer (1999), os grupos Araxá, Canastra e Ibiá pertencentes ao setor meridional da Faixa Brasília (Fuck, 1994) e definidos por Barbosa et al. (1970), representam terrenos tectonoestratigráficos distintos, sem vínculos genéticos aparentes, oriundos por meio de transporte tectônico de regiões geográficas diferentes. O mesmo autor (Seer, 1999; Seer et al., 2001) classificou estes grupos como lascas tectônicas formadas por três tipos de terrenos: 1) Terreno Canastra – fragmento da margem continental passiva; 2) Terreno Ibiá – fragmento de porção sedimentar de arco vulcânico; 3) Terreno Araxá – fragmento de crosta oceânica intrudido por granitos colisionais.

O extenso vulcanismo responsável pela ocorrência de kimberlitos, kamafugitos e complexos alcalinos nesta porção do cráton se orienta grosseiramente noroeste-sudeste, ao longo de faixa aproximada de 300 km x 100 km, desde o complexo carbonatítico de Catalão no extremo noroeste, até o alto curso do rio São Francisco a sudeste. Nesta faixa as ocorrências das rochas kamafugíticas e vulcânicas alcalinas relacionadas que compõem a Formação Mata da Corda, formam vasta província, ultrapassando em muito o número de kimberlitos conhecidos (Brod et al., 2000; Gaspar et al., 2003; Read et al., 2003). As centenas de intrusões, concentradas principalmente em Coromandel, Romaria e Três Ranchos, estão associadas ao Alto Paranaíba, de idade mesozóica. São comuns kimberlitos e rochas relacionadas e sedimentos cretáceos/terciários na capa das falhas de empurrão neoproterozóicas, junto às frente de empurrão. Provavelmente, com o soerguimento do Alto Paranaíba, as falhas lístricas desenvolvidas ao longo dos planos das falhas de empurrões passaram a exercer controle secundário sobre as intrusões, ao mesmo tempo em que sedimentos eram depositados sobre os blocos subsidentes (Pereira, 1990).

Os kimberlitos datados na região de Coromandel e áreas vizinhas apresentam idade entre 75 e 120 Ma, que correspondem a pulsos do vulcanismo ligados ao desenvolvimento do alto estrutural. As ocorrências de conglomerados portadores de granada, espinélio e ilmenita abundantes em Coromandel e Romaria, bem como a presença de ventifactos em Coromandel, sugerem origens distintas para os conglomerados e a cobertura posterior formada pelos sedimentos vulcânicos das formações Mata da Corda e Bauru. Provavelmente os conglomerados estão ligados à erosão de kimberlitos do Cretáceo inferior, associados ao vulcanismo inicial do Alto Paranaíba, como parece ser o caso do kimberlito diamantífero que ocorre junto ao rio São Francisco, na serra da Canastra, datado em 120 Ma. As análises de química mineral mostram evidências de janelas distintas de granada lherzolítica em Três Ranchos e Coromandel, onde os valores mais altos das pressões mínimas (Pminhi) da granada variam entre 44 e 53 kbar e 49 e 50 kbar, respectivamente (Skinner, 1996). Estudo de diamantes provenientes da região de Coromandel e áreas vizinhas (Robinson, 1991; Robinson et al., 1995) mostram seis localidades com características distintas entre si, que definem fontes jovens, próximas e primárias. Apesar de identificadas as fontes primárias que fornecem os diamantes para os garimpos no rio São Miguel e Vargem Bonita no rio São Francisco, a fonte ou fontes das populações únicas e distintas dos diamantes grandes e dodecaédricos que ocorrem nos rios Santo Inácio, Santo Antônio do Bonito e Douradinho em Coromandel ainda não foi localizada. A população de diamante na forma cúbica encontrada em Romaria, Três Ranchos Ipameri, Estrela do Sul e no rio São Miguel caracteriza amostragem de manto no limite do campo de estabilidade grafite-diamante. A observação de mapas mostra que este tipo de diamante se limita às áreas de ocorrência do grupo ou terreno Araxá, onde a presença de granitos colisionais indica retrabalhamento mais profundo da crosta e provavelmente alteração na litosfera. Fora da Faixa Brasília, algumas ocorrências são observadas no interior do núcleo arqueano preservado na região do Quadrilátero Ferrífero. Apesar da idade de 81 Ma, as intrusões apresentam populações de granada subcálcica e valores mais altos das pressões mínimas acima de 50 kbar. Aparentemente, estes kimberlitos estão ligados também á zona de arqueamento mesozóico que se propaga, desta feita, na direção sudoeste-nordeste. Evidências desta estrutura são lineamentos observados em levantamentos aeromagnéticos, os cursos retilíneos dos rios Abaeté, Borrachudo e Indaiá, possivelmente encaixados em falhas normais, a topografia elevada e restos do depósito das formações Areado e Mata da Corda, preservados ao longo das estruturas que chegam até a cidade de Januária, no extremo nordeste (Pereira, 1998).

Na porção norte do cráton o maior grupo de kimberlitos situa-se na parte central do Bloco Serrinha. Consiste em pequenos pipes intrusivos no granodiorito de Nordestina, considerado como sintectônico da orogenia paleoproterozóica que afetou a região. Os corpos se dispõem entre dez a quinze quilômetros ao longo de falhas orientadas aproximadamente N 300 W, apresentando o maior deles área em torno de 1,5 ha. Outras intrusões consistem em pequenos diques a norte e oeste da província central. A assembléia de minerais compreende granada, cromo-espinélio, clinopiroxênio e raramente ilmenita. Nas populações de espinélio são comuns grãos com geoquímica típica daqueles inclusos em diamante. Um dos kimberlitos da porção central, classificado como diopsídio-flogopita kimberlito no fácies hipabissal, indicou idade Rb-Sr em flogopita de 628 ± 20 Ma. O gradiente geotérmico em torno de 42 mW/m2 e a recuperação de microdiamante em oito intrusões localizadas na província central do Bloco Serrinha indicam a presença de núcleo cratônico arqueano, cuja litosfera mostra na sua base ambiente favorável à preservação de diamante. No bloco Gavião ocorrem cinco kimberlitos, dos quais somente dois mostram afloramentos. As intrusões estão situadas a oeste-sudoeste da cidade de Barra do Mendes (BA), junto à área de influência do extenso lineamento Barra do Mendes-João Correia, que divide a Chapada Diamantina nos domínios estruturais de leste e oeste (Uhlein & Chaves, 2001). Regionalmente, observa-se que a área das ocorrências se insere na Chapada Diamantina, cuja evolução está ligada à estruturação do rifte Espinhaço na Bahia. As rochas que compõem o Supergrupo Espinhaço nesta região estão distribuídas nos grupos Rio dos Remédios, Paraguaçu e Chapada Diamantina. A parte superior do Espinhaço corresponde ao Grupo Chapada Diamantina, composto pelas formações Tombador, Caboclo e Morro do Chapéu. As idades obtidas da base até o topo das unidades que compõem o supergrupo indicam evolução paleo-mesoproterozóica para o rifte ensiálico que trunca as rochas do embasamento do Cráton do São Francisco no sentido norte-sul (Schobbenhaus et al., 1994; Babinski et al., 1993, 1999). Localmente, o kimberlito aflorante ocorre como blow ao longo de falha transcorrente com direção noroeste-sudeste. Os afloramentos consistem em talco xisto dobrado, cujos eixos apresentam a mesma orientação dos dobramentos regionais (Williamson & Pereira, 1991). A petrografia e as análises dos concentrados descrevem a intrusão como flogopita kimberlito do grupo I, no fácies hipabissal, que sofreu metamorfismo de baixo grau e alteração abundante para talco, sílica e clorita. Espinélio e raramente diamante constituem os minerais indicadores da intrusão. A datação (Rb-Sr em flogopita) de testemunhos de sondagem indicou idade de 1152 Ma para o kimberlito (Williamson & Pereira, 1991). Trabalhos de fotointerpretação regional e local concomitante com observações de campo e datações permitem concluir que a intrusão é anterior à deposição dos conglomerados da Formação Tombador e que kimberlitos com idades semelhantes constituem as fontes dos diamantes encontrados nestes conglomerados.

 

CONCLUSÔES

A maioria dos kimberlitos e rochas relacionadas no Cráton do São Francisco ocorre na porção sul-sudoeste de Minas Gerais. Dados químicos de minerais kimberlíticos em Três Ranchos e Coromandel indicam janelas distintas de granada lherzolítica, onde os valores mais altos de pressões mínimas da granada variam entre 44 e 53 kbar e 49 e 50 kbar, respectivamente. Estudos de diamante na região de Coromandel e áreas vizinhas mostram população única de diamante grande, dodecaédrico e ausência de diamante cúbico nos aluviões dos rios Santo Antonio do Bonito, Santo Inácio e Douradinho. Os diamantes cúbicos encontrados em Ipameri, Três Ranchos, Romaria, rio São Miguel e Estrela do Sul indicam amostragem de manto no limite do campo de estabilidade grafite-diamante. A restrição destes diamantes dentro dos limites de ocorrências do grupo ou terreno Araxá se relaciona possivelmente à crosta e litosfera mais afetadas desta unidade tectonoestratigráfica pela orogenia Brasiliana. Dados morfoestruturais e de magnetometria apontam o desenvolvimento de alto estrutural orientado sudoeste-nordeste. Provavelmente, determinadas ocorrências situadas fora do Alto Paranaíba são controladas por este sistema extensional. Na porção norte, as intrusões estão distribuídas nos blocos arqueanos Serrinha e Gavião. No Bloco Serrinha, granada com valores mais altos de pressões mínimas (Pminhi) e os dados correspondentes de clinopiroxênio provenientes das várias províncias kimberlíticas mostram que o gradiente geotérmico se situava entre 42 mW/m2  e 45 mW/m2, respectivamente na parte central e bordas do bloco. A integração das unidades geotectônicas definidas no Cráton do São Francisco com dados de geoquímica dos minerais kimberlíticos, estudo de proveniência dos diamantes e geocronologia permite concluir: 1) na região do Alto Paranaíba os kimberlitos do Cretáceo inferior apresentam potencial diamantífero maior que aqueles do Cretáceo superior; 2) no núcleo cratônico arqueano na região do Quadrilátero Ferrífero e áreas vizinhas, kimberlitos do Cretáceo inferior e superior apresentam o mesmo potencial; 3) no Bloco Gavião a exposição da rocha kimberlítica está sujeita à presença de estrutura do tipo horst, com erosão das unidades mais jovens que mesoproterozóicas.

 

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