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quarta-feira, 5 de abril de 2017

Mineralogia e gênese dos pegmatitos turmaliníferos da Mina do Cruzeiro, São José da Safira, Minas Gerais

Durante a expedição de 1674, o bandeirante Fernão Dias Paes Leme descobriu a Serra Resplandescente ou do Cruzeiro, onde estaria a primeira ocorrência e/ou jazimento de esmeralda, um mineral-gema muito procurado pelos portugueses no lado leste do continente latinoamericano. Com a descrição da turmalina, provou-se tratar apenas de verdelita e este jazimento ficou abandonado até o início deste século. A partir de 1914, uma lavra rudimentar foi iniciada visando a retirada de turmalinas gemológicas. Porém, o real início da mineração no Cruzeiro só veio como o advento da 2ª Guerra Mundial, devido à grande demanda de mica pelos países aliados. Neste período, o Estado de Minas Gerais supriu quase um quarto das necessidades deste mineral aos países aliados, com a Lavra do Cruzeiro contribuindo com mais da metade dessa produção. Finalizada a guerra, todos os trabalhos de explotação voltaram-se para os minerais-gemas e nos dias atuais, o Pegmatito do Cruzeiro é um dos maiores produtores de turmalinas do mundo. A Mina de Turmalina do Cruzeiro está situada no centro-nordeste do Estado de Minas Gerais, aproximadamente a 13,5km a norte da Cidade de São José da Safira. O local dista cerca de 430km de Belo Horizonte e pode ser alcançado facilmente por rodovias em sua maior parte pavimentadas. A região dos Pegmatitos Turmaliníferos da Mina do Cruzeiro não conta com trabalhos geológicos sistemáticos em escala de detalhe ou semidetalhe. Regionalmente, a região de São José da Safira está situada a noroeste da Província Mantiqueira, próxima ao limite dessa província com o Cráton do São Francisco, na Subprovíncia Médio Rio Doce. Esses e outros corpos pegmatíticos estão encaixados em um embasamento constituído de rochas gnáissicas, quartzíticas e xistosas, denominado de Gnaisse Piedade. O mapeamento litológico da região da jazida de Turmalina do Cruzeiro, em uma área de aproximadamente 380km² em torno da mineração, revelou a presença de dois grupamentos litoestruturais distintos, sendo um deles representado pelo Gnaisse Piedade ou pelas rochas xistosas, e o outro por uma seqüência rochosa encaixada nestes xistos, cujos representantes da base para o topo são, uma camada de rocha metaultramáfica, um pacote de metapelitos composto por biotita xisto e um pacote espesso de quartzito com pequenas intercalações de biotita xistos. Em termos petrográficos, as litologias xistosas pertencentes ao Gnaisse Piedade são representadas por três tipos diferentes de xistos; o clorita-moscovita-biotita xisto com granada, o estaurolita-moscovita-biotita xisto com granada e o granada-clorita-moscovita-biotita xisto. A seqüência rochosa formadora da Serra do Cruzeiro ou Resplandescente é dominantemente composta por litologias quartzíticas e, subordinadamente por camadas de rochas xistosas. Entre esses xistos, há tipos provenientes do metamorfismo de rochas ultramáficas e os de composições aluminosas e derivados de pelitos. As assembléias minerais encontradas na região de São José da Safira indicam que as litologias aí presentes foram submetidas a um metamorfismo de pelo menos grau médio (fácies anfibolito), sem atingir o grau forte. Apesar da inexistência de granito, tal fato indica que é grande a possibilidade dos pegmatitos complexos e altamente diferenciados dessa região serem provenientes de corpos graníticos não aflorantes na área mapeada. A Mina do Cruzeiro é composta por três corpos pegmatíticos aproximadamente paralelos, denominados de Veios 01, 02 e 03, principalmente em função de suas espessuras decrescentes, quando caminha-se no sentido de leste para oeste dessa mineração. O Veio 01 tem cerca de 1.300m de comprimento por até 60m de largura; o Veio 02 apresenta 900m de comprimento por cerca de 20m de largura e o Veio 03, um comprimento de 700m e uma largura máxima de 8m, em afloramento no decreto de lavra da Mina do Cruzeiro. As soluções pegmatíticas penetraram ao longo de planos de rupturas de forma tabular, discordantes das estruturas das rochas quartzíticas encaixantes, com direção N20-20W e mergulho 80-86SW. A mineralogia dos Pegmatitos do Cruzeiro é bastante complexa e compreende, até hoje, cerca de 20 espécies minerais diferentes. Micas clara (moscovita), rósea (possivelmente lepidolita ou mica litinífera) e polylithionita; o grupo das turmalinas com as espécies schorlita e elbaíta; os nióbio-tantalatos nas variedades da columbita-tantalita, behierita e o grupo da aeschynita;grandes ripas de espodumênio; ambligonita; feldspatos incluindo albitas, lamelas de cleavelandita e feldspatos potássicos com estruturas gráficas; quartzo leitoso e hialino; berilo azulado e róseo; granadas nas moléculas almandina e espessartita; cassiterita; apatita e algumas raridades mineralógicas. Como esses pegmatitos encontram-se no alto de uma serra e encaixados em quartzitos muito resistentes aos processos erosivos, alguns de seus minerais estão muito alterados. Tal fato, impossibilita a obtenção de análises químicas confiáveis, visando a interpretação geoquímica dos processos evolutivos dessas apófises pegmatíticas. Diante disso, todos os trabalhos desta tese, foram feitos em turmalinas, micas, nióbio-tantalatos, cassiterita, berilos e granadas, uma vez que esses minerais não estão alterados e a interpretação de suas características químicas permitiu compreender os processos genéticos responsáveis pela formação dessa jazida. Com base nos dados obtidos nos trabalhos de campo e de laboratório, foi possível compreender alguns dos inúmeros problemas inerentes à gênese dos pegmatitos formadores da Mina do Cruzeiro. A origem dos corpos, entretanto, permanece ainda como uma questão controvertida, havendo grande possibilidade de uma origem granítica, ligada a granitos não aflorantes na área mapeada. Tratam-se de pegmatitos complexos, altamente diferenciados e portadores de elementos raros. O processo de formação da jazida está intimamente ligado a aspectos estruturais, tendo em vista a presença de lineamentos claramente definidos, alinhados segundo a direção N10-20W nos dois domínios já descritos e dado pela própria orientação das várias minas e garimpos existentes na região.
Título em inglês
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Palavras-chave em inglês
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Resumo em inglês
During the 1674 expedition, the bandeirante (explorer) Fernão Dias Paes Leme discovered the Serra Resplandescente (Shining Mountain) also called Cruzeiro, where he expected to discover the first Brazilian emerald deposit, a gem-mineral widely searched for the Portuguese on the eastern side of the Latin American continent. The deposit he discovered was later proved to be of a green variety tourmaline (verdelite). This deposit was abandoned until the beginning of the 20th C. From 1914 on, small scale mining activities started aimed at the extraction of gemological tourmalines. Large scale mining in Cruzeiro took place during the Second World War for the extraction of mica by the Allied Countries. During this period the State of Minas Gerais supplied approximately a quarter of the demand of this mineral to the Allied Countries. The Cruzeiro region furnished half of this production. With the end of the War, all the exploitation work turned to the gem-minerals and nowadays, the Cruzeiro Pegmatite is one of the world's largest producers of tourmalines. The Cruzeiro tourmaline deposit is located 13,5km north of the town of São José da Safira in the Northeastern portion of the State of Minas Gerais. The mine is 420km away from Belo Horizonte and it can easily be reached during the dry season. Systematic geological studies on the country rocks of the tourmaline pegmatites do not exist. The region of São José da Safira in located to the Northwest of the Província Mantiqueira, near the limit of this Provìncia with the Craton do São Francisco, in the Subprovìncia Médio Rio Doce. The pegmatite bodies of the area embedded in a basement complex made up of gneisses, quartzites and schist, called Gnaisse Piedade. The lithologic mapping in an area of 380 square kilometers surrounding the tourmaline mine of Cruzeiro revealed the presence of two distinct lithostructural units called Gnaisse Piedade and the Serra do Cruzeiro Sequence. The Gnaisse Piedade is composed of gneisses, quartzites and mainly schists. This schists are of three different types, the chlorite-muscovite-biotite schists with garnet, the staurolite-muscovite-biotite schists with garnet and the garnet-chlorite-muscovite-biotite schist. The Serra do Cruzeiro Sequence overlies these schists. From the bottom to the top it is composed by a layer of metaultramafic rock, a layer of metapelites composed of biotite-schist and a thick layer of quartzite with small intercalations of biotite schists. The high topography of the Cruzeiro Mountains is due to the quartzitic rocks, which are not easily weathered. The mineral paragenesis found in the rocks of the São José da Safira region indicate that the lithologies were subjected to a metamorphism of at least medium grade (amphibolite facies), without reaching the partial fusion stage. Although granite was not found in the mapped area, there is a great possibility that the highly differentiated and complex pegmatites of this region derived from granitic bodies. The emplacement of the pegmatites seems to have a regional structural control. This is indicated by the concentration of many pegmatite bodies along lineaments orented N10-20W. The Cruzeiro Mine is composed of three pegmatitic lens-shaped bodies with nearly parallel orientations, called here Vein 01, 02 and 03. Vein 01 is about 1,300m long and up to 60 meters wide; Vein 02 is 900m long and about 20m wide and Vein 03 is 700m long with a maximum width of 8m, in outcrop. The pegmatitic solutions penetrates along tabular rupture surfaces. These surfaces are oriented N20-30W/80-86SW. They are discordant with the country rocks. The mineralogy of the Cruzeiro pegmatites is complex and by now about twenty different minerals have been described. The most important of there minerals are light colored micas (muscovite), pink micas (possibly lepidolite, or litniferous mica) and polylithionite; the tourmaline group represented by schorlite and elbaite types; the niobium-tantalites in the varieties of columbite-tantalite, behierite and the goup of aeschynite; spodumene in large sticks; amblygonite, feldspars including cleavelandite and potash feldspars with graphic textures, milky and hyaline quartz, bluish and pink beryl, Mn and Fe-bearing garnets, cassiterite, apatite and some mineralogical rarities. Since the pegmatites are embedded within the more resistant quartzites, they are always much more strongly altered than the country rock. Confronted with this reality, we have been compelled to use minerals resistant to the weathering, such as tourmalines, micas, cassiterite, beryl, garnet and niobium-tantal minerals, to obtain chemical data which have been used for understanding the internal evolution of the Cruzeiro Pegmatites. Taking into consideration the data obtained in the field and lab work, it was possible to understand several of the problems inherent to the genesis and evolution of the Cruzeiro Pegmatites. Even though the origin of the bodies remains a controversial subject, there is a great possibility of its linkage to granites.

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