Turmalinas de pegmatitos LCT do Minho

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1 Versão online: Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: X; e-issn: X Turmalinas de pegmatitos LCT do Minho Tourmalines in LCT pegmatites from Minho F. Guimarães 1*, C. Leal Gomes LNEG Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP Artigo Curto Short Article Resumo: Na região do Minho ocorrem diversos corpos pegmatíticos da família LCT- classe de elementos raros, que possuem turmalinas com colorações e hábitos cristalinos variados. Identificaram-se turmalinas milimétricas verdes coexistentes com espodumena, cristais decimétricos de várias cores em fácies pegmatíticas de paroxismo evolutivo e com turmalina rósea em orbículos. Composicionalmente predominam as F-elbaítes, ocorrendo também foitite e rossmanite (análise em microssonda electrónica). Em termos de fraccionação pegmatítica predomina a tendência elbaítica expressa pela substituição 2Fe 2+ (Y) Al 3+ (Y)+Li + (Y), desde, schorl dos contactos, passando pelas foitites e terminando nas elbaítes. O diagrama Ca/Li enfatiza a tendência lidicoatítica pela substituição Na + (Y)+Fe 2+ (Y) Ca 2+ (X)+Li + (Y), que se esboça em análises pontuais dos cristais de Lousado e Guarda. Assim, as turmalinas dos pegmatitos LCT do Minho exibem uma tendência evolutiva que culmina com o enriquecimento em Li e em Ca, semelhante ao que acontece em outros contextos orogénicos com pegmatitos LCT, muito evoluídos. Palavras-chave: Minho, Pegmatitos graníticos, F-elbaíte, Ca 2+. Abstract: LCT pegmatite family from Northern Portugal exibits tourmaline with a variety of colours and crystal habits, millimetric green tourmalines coexisting with spodumene to decimetric crystals of various colours in pegmatitic facies of evolutive paroxysm with pinkish tourmaline in orbicular textures. F- elbaíte is predominant, also occurring foitite and rossmanite - composition obtained by electron microprobe. The elbaitic fractionation trend is highlighted by the substitution 2Fe 2+ (Y) Al 3+ (Y)+Li + (Y), from schorl of the contact assemblages, passing though foitite compositions and ending in elbaite members. The Ca / Li diagram emphasizes the liddicoatitic trend by the replacement Na + (Y)+Fe 2+ (Y) Ca 2+ (X)+Li + (Y), deduced for some Lousado and Guarda crystals where Ca content is already considerable. Thus LCT pegmatites of Minho exhibit an evolutionary trend that culminates with the enrichment in Li, but also Ca, similar to what happens in other orogenic contexts with LCT strongly evolved pegmatites. Keywords: Minho, Granitic pegmatites, F-elbaite, Ca CIG-R; Escola de Ciências, Universidade do Minho, Gualtar, Braga. *Autor correspondente / Corresponding author: lgomes@dct.uminho.pt 1. Introdução Pegmatitos graníticos de diferentes tipos paragenéticos incluídos na família LCT classe de elementos raros e tipo complexo de Černý & Ercit (2005) - ocorrem no Minho, especialmente no campo aplito-pegmatítico da Serra de Arga, mas também no campo aplito-pegmatítico do litoral a N de Viana do Castelo e em alguns raros corpos, muito evoluídos e isolados, que ocorrem no concelho de Vieira do Minho (Rossas e Anjos), representados na figura 1. Como assinatura mineralógica estes pegmatitos e aplitopegmatitos podem apresentar petalite (e seus produtos de evolução isoquímica e alteração aloquímica, deutérica), espodumena e lepidolite (tipomórficas) e ambligonitemontebrasite (ubíqua). A turmalina está muitas vezes presente como mineral acessório e pode ser muito abundante em algumas ocorrências, em especial nos pegmatitos do sub-tipo com lepidolite e turmalina Serra de Arga e Rossas subtipo com petalite Serra de Arga e subtipo com espodumena - litoral N de Viana do Castelo. No campo aplito-pegmatítico da Serra de Arga, Dias (2012) mostrou que as turmalinas presentes em rochas encaixantes dos pegmatitos - metassedimentares, metavulcânicas e venulares de segregação metamórfica têm composições quase sempre situadas na série schorldravite, predominando a molécula schorlítica, e evidenciam cores muito escuras e opacidade muito marcada. As turmalinas metassomáticas das salbandas e das proximidades dos contactos entre os pegmatitos e as faixas de turmalinização na vizinhança destes são também identificadas como schorl-dravites (Dias, 2012). 2. Turmalinas pegmatíticas As turmalinas dos pegmatitos, aqui descritas, apresentam colorações e hábitos muito diferenciados, consoante as associações mineralógicas em que ocorrem e as diferentes unidades estruturais e posições onde se situam no interior dos corpos pegmatíticos portadores, (tabela 1). Por vezes são policromáticas, internamente zonadas ou multicolores em segmentos cristalinos diferenciados ao longo do eixo cristalográfico C. Frequentemente são transparentes chegando a possuir qualidade gemológica. Nos pegmatitos lepidolíticos da Serra de Arga podem exibir todas as cores de referência do espectro visível e diferentes

2 120 F. Guimarães, C. Leal Gomes / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, tipos de zonamentos policromáticos e os cristais podem ter vários decímetros de extensão segundo C e vários centímetros segundo A. Nos pegmatitos de Vieira do Minho predomina a cor verde. Nos pegmatitos do Litoral Norte a cor típica é muito escura variando do azul ao verde. Nestes dois casos os cristais mais frequentes são de dimensão centimétrica a milimétrica. Tabela 1. Caracterização das turmalinas pegmatíticas, consoante as associações mineralógicas em que ocorrem e as posições ocupadas nas estruturas internas dos corpos portadores, (adaptado de Leal Gomes, 1994 e Leal Gomes, 2010). Table 1. Characterization of pegmatitic tourmalines, in relation to its mineralogical associations and structural positioning inside pegmatite bodies, (adapted from Leal Gomes, 1994 and Leal Gomes, 2010). Pela grande diversidade paragenética, cromática e possivelmente composicional das turmalinas que possuem, os aplito-pegmatitos da Balouca Norte podem considerar-se uma ocorrência paradigmática do Campo aplito-pegmatítico da Serra de Arga (Leal Gomes, 1994). Aqui a turmalina surge precocemente na sucessão paragenética sob a forma de nódulos centimétricos disseminados em fácies aplíticoalbíticas de tipo line-rock mural, marcando as fluidades magmáticas, planares e lineares, num corpo sill muito extenso. Os nódulos turmalínicos mostram muitas vezes, agregados satélites de cassiterite geminada, com tantalite também associada. No mesmo sill ocorrem também pequenas lentículas pegmatíticas onde se observa uma turmalina verde zonada, com núcleo escuro e bordo mais claro. O corpo Balouca Sul é um dique pegmatítico vizinho, cuja zona nuclear, é constituída por lepidolite e quartzo. Apresenta turmalina com diversas cores e arranjos geométricos. Os arranjos mais tardios na sucessão paragenética correspondem a texturas orbiculares de turmalina rósea e transparente com lepidolite (Leal Gomes, 1994). Em Lousado, também na Serra de Arga, observam-se aspectos e cores semelhantes, mas agora num corpo sill cujas paragéneses internas constituem em grande parte, um produto da evolução em subsolidus, metassomático, de massas ou grandes cristais de petalite percursora. Em Rossas a turmalina ocorre no assomo aflorante de uma brecha hidrotermal com clastos de microclina e matriz de lepidolite, turmalina verde e quartzo (Dias et al., 2009). Nos aplitos do litoral N de Viana do Castelo a turmalina surge acoplada às faces prismáticas de cristais centimétricos a decimétricos de espodumena que se alinham em fluidalidades aplíticas ou exibem comb-structure na fácies pegmatítica de bordadura. Fig. 1. Enquadramento dos corpos aplito-pegmatitos portadores de turmalina. Símbolos: 1- Rossas, 2- Balouca, 3-Lousado e 4- litoral de V. do Castelo; b- alinhamentos tectónicos principais; c- granitoides pós tectónicos em relação a D3 (deformação Varisca); d- granitoides tardi-d3 relacionados com cisalhamentos dúcteis; e- granitoides sin-d3 relacionados com cisalhamentos dúcteis; f- granitos de duas micas sin-d3; g- granitos de duas micas com restitos e migmatitos. Fig. 1. Framework of tourmaline aplite-pegmatite bodies. a- approximate location of: 1- Rossas, 2- Balouca, 3- Lousado and 4- V. do Castelo coastline; b- major tectonic lineaments; c- post-tectonic D3 granitoids related to the D3 Variscan deformation; d- late-tectonic D3 granitoids related to the ductile shear; e- sin-tectonic D3 granitoids related to the ductile shear; f- syn-tectonic D3 two-mica granites; g- two-mica granites containing restites, and migmatites.

3 Turmalinas de pegmatitos LCT do Minho Composição das turmalinas Do conjunto de turmalinas selecionadas para análise pontual por microssonda electrónica, a tabela 2 resume algumas composições e fórmulas estruturais mais representativas. Constata-se que na sua maioria as amostras se enquadram na série elbaíte-lidicoatite, tratando-se, mais precisamente, de F-elbaítes. Constituem excepção as composições obtidas para um pegmatito do litoral norte de Viana do Castelo, que se podem atribuir à foitite, rossmanite e schorl, também identificadas nas turmalinas tardias que cicatrizam os estiramentos de elbaítes, em alguns pegmatitos lepidolíticos da Serra de Arga. se projectam análises de turmalinas róseas com qualidade gema da região da Guarda (Leal Gomes, 2010; Leal Gomes & Dias, 2009). Tabela 2. Composições das turmalinas estudadas (análises em microssonda electrónica) e fórmulas estruturais baseadas em 31 aniões (O, OH, F). *valores calculados por estequiometria (adaptado de Leal Gomes, 2010). Table 2. Compositions of tourmalines (electron microprobe analysis) and structural formulae based on 31 anions (O, OH, F). *values calculated by stoichiometry (adapted from Leal Gomes, 2010). Fig. 2. Composições das turmalinas pegmatíticas deste estudo e de outros de locais paradigmáticos, projectadas no diagrama ternário Ca- Na+K - X, representativo da ocupação dominante no sítio X. Dados das composições de Naípa, Guarda, Madagáscar, Inglaterra e Suécia retirados de Neiva & Leal Gomes, 2011; Leal Gomes, 2010; Lacroix, 1922a em Dirlan et al., 2002; Chaudhry & Howie, 1976 em Deer et al., 2000 e Quensel & Gabrielson, 1939 em Deer et al., No sentido de estabelecer comparações com termos composicionais de outros campos pegmatíticos muito conhecidos pela mineralização turmalínica, os resultados disponíveis foram projectados juntamente com os que dizem respeito a esses locais paradigmáticos (Chaudhry & Howie, 1976; Quensel & Gabrielson, 1939 em Deer et al., 2000; Dias et al., 2009; Lacroix, 1922a em Dirlam et al., 2002; Leal Gomes, 2010; Neiva & Leal Gomes, 2010; Neiva & Leal Gomes, 2011). No diagrama Ca-Na+K- (Xvazio) (Fig. 2), que na fórmula estrutural define a feição do sítio X, observa-se que as análises mais alcalinas são as mesmas que foram classificadas na tabela 2 como F- elbaítes. No domínio cálcico, lidicoatites típicas como as de Madagáscar e Naípa, destacam-se das turmalinas do Minho, enquanto a rossmanite do Lousado e uma foitite do litoral N de Viana do Castelo se dispersam pelo campo mineroquímico das fases com sítio X vazio, onde também Fig. 2. Compositions of pegmatitic tourmalines analysed, compared with data from others paradigmatic locations, projected onto the ternary diagram Ca Na+K - X, representative of the dominant occupancy of the X site. Quoted tourmalines from Naípa, Guarda, Madagascar, England and Sweden taken from Neiva & Leal Gomes, 2011; Leal Gomes, 2010; Lacroix, 1922a in Dirlan et al., 2002; Chaudhry & Howie, 1976 in Deer et al., 2000 and Quensel & Gabrielson, 1939 in Deer et al., O diagrama A (Fig. 3) sugere um padrão de fraccionação Fe / (Al + Li) que parece caracterizar as turmalinas de Viana do Castelo como foitite - substituição do Fe pelo Al em quantidades consideráveis no sítio Y (tabela II). No Lousado a evolução da cor de verde para azul parece estar também associada com a substituição do Fe por Li + Al (diagrama A Fig. 3), a fase azul apresenta uma composição com mais Al+Li calc do que Fe, comparativamente com a turmalina verde (Tabela II). Esta evolução termina na composição da turmalina rósea que é a mais rica em lítio. Na Balouca ocorre o mesmo processo de substituição e enriquecimento em Li calc. O diagrama B (Fig. 3) mostra em geral termos composicionais com pouco Ca, quando comparados com composições de Madagáscar e Naípa. Estas lidicoatites são marcadamente as mais ricas em Ca e Li calc. Aproximam-se destes valores algumas projecções relativas a gemas da Guarda e à turmalina rósea de Lousado (Serra de Arga). No diagrama F/Al /Li calc da figura 4, as amostras localizam-se todas junto ao pólo do Al. Porém, as mais aluminosas são as foitites de Viana do Castelo e uma elbaíte de Inglaterra, projectada para referência.

4 122 F. Guimarães, C. Leal Gomes / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, Fig. 3. Diagramas de variação composicional (apfu) das turmalinas pegmatíticas: A - fraccionação Fe/Li evidenciando a tendência elbaítica pela substituição 2Fe 2+ (Y) Al 3+ (Y)+Li + (Y); B - fraccionação Ca/Li onde as amostras Naípa e Madagáscar ilustram a tendência lidicoatítica Na + (X)+Fe 2+ (Y) Ca 2+ (X)+Li + (Y), exibida de forma mais ténue por uma F-elbaíte de Lousado e nas amostras da Guarda. Fig. 3. Compositional variation diagrams (apfu) of pegmatitic tourmalines: A - fractionation Fe / Li, showing the elbaitic trend through the substitution 2Fe 2+ (Y) Al 3+ (Y)+Li + (Y); B - fractionation Ca/Li, where samples from Naípa and Madagáscar confirm the lidicoatitic trend Na + (X)+Fe 2+ (Y) Ca 2+ (X)+Li + (Y), displayed more tenuously on a F-elbaite from Lousado and the samples from Guarda. Fig. 4. Diagrama F-Al-Li discriminante da qualidade gemológica de turmalinas, onde as de melhor qualidade e as mais evoluídas estão mais próximas do polo Li. Fig. 4. Diagram F-Al-Li discriminant of the gemological quality of tourmalines, where the best and most evolved are the nearest to the pole Li. 4. Discussão e conclusões Nos pegmatitos LCT do Minho as turmalinas mais precoces ocorrem na bordadura ou no contacto dos pegmatitos e têm a composição de schorl. São as mais ricas em Fe e tendem a evoluir parageneticamente, para o interior dos corpos, no sentido da foitite ou da elbaíte. Esta evolução perceptível no diagrama Fe/Li calc marca a tendência elbaítica, pela substituição 2Fe 2+ (Y) Al+Li (Y). Já o diagrama Ca/Li calc mostra a tendência lidicoatítica com a substituição, Na (X) + Fe (Y) Ca (X) + Li (Y). As turmalinas mais lidicoatíticas, mais ricas em Li calc e Ca, correspondem às paragéneses primárias mais evoluídas e mais tardias. As turmalinas coloridas de Viana do Castelo são foitites. Os teores reduzidos de Li calc e a relação paragenética com a espodumena são coerentes com a sua cristalização magmática precoce e curta evolução composicional. No sill paradigmático da Balouca Norte, na Serra de Arga, ocorrem elbaítes azuis em nódulos disseminados na fácies aplítica e elbaítes verde zonadas em lentículas pegmatíticas. Em alguns casos ocorrem também olenites (Leal Gomes, 1994). As elbaítes verdes e zonadas são mais

5 Turmalinas de pegmatitos LCT do Minho 123 escuras e férricas no núcleo e mais claras e elbaíticas nas sobrenucleações da bordadura, indicando reequilíbrios composicionais no decurso do crescimento cristalino. O dique Balouca Sul representa uma evolução paroxismal dos fluidos pegmatíticos do sill da Balouca Norte, acolhidos num filão E-W (Leal Gomes, 1994). As turmalinas têm composições e cores muito variáveis podendo surgir em texturas de cristalização in-situ, em cavidades miarolíticas e em unidades de alteração hidrotermal. Variam composicionalmente de elbaítes a elbaítes ricas em Ca. Estas últimas ocorrem geralmente com composição e cor rósea homogénea e são transparentes. Podem constituir, texturas orbiculares típicas de paroxismo evolutivo, em paragénese com quartzo e/ou lepidolite e/ou cookeite, nos revestimentos miarolíticos ou massas de substituição. O pegmatito do Lousado tem uma evolução semelhante a Balouca Sul. Predominam as elbaíte-lidicoatites. Nas unidades tardias, ricas em lepidolite maciça, ocorrem as que são róseas e com mais transparência. Os diagramas da figura 3 mostram a fraccionação típica onde a rossmanite azul evolui para elbaíte verde e finalmente para elbaíte-lidicoatite rósea. Essa variação é ainda observada nas turmalinas policromáticas onde num mesmo cristal de grandes dimensões pode ocorrer a referida fraccionação. Muitas das turmalinas de Vieira do Minho são F-elbaítes com uma variação composicional peculiar do núcleo para a bordadura, no sentido do enriquecimento em Fe e diminuição do Li calc. Assim uma turmalina mais elbaítica evoluiu para uma mais férrica. Esta parece ser uma tendência específica das brechas hidrotermais por incorporação precoce de F e Li em relação com o amortecimento (dissipação) da pressão volátil ( hidráulica ) no início da cristalização matricial da brecha (Dias et al., 2009). Os dados considerados permitem concluir que as turmalinas coloridas dos pegmatitos LCT do Minho são maioritariamente F-elbaítes, ocorrendo ainda elbaítes, por vezes ricas em Ca, foitites e rossmanites. Corpos do Campo Pegmatítico LCT do Litoral N de Viana do Castelo apresentam o conjunto de turmalinas litiníferas menos evoluído (com pouco Li). Balouca e Lousado, devido à complexidade estrutural e composicional, exibem cristais de paroxismo evolutivo com um marcado enriquecimento em Ca e Li calc que os aproxima do membro lidicoatite, à semelhança do que acontece nas gemas da Guarda, em Madagáscar e em Naípa. Destaca-se então que, em geral, parece existir uma tendência para o enriquecimento em Ca, nas fases finais das evoluções litiníferas que no caso do N de Portugal termina na cristalização de lidicoatites róseas e transparentes. Referências Černý, P., Ercit, T.S., The classification of granitic pegmatites revisited. The Canadian Mineralogist, 43, Deer, W.A., Howie, R.A., Zussman, J., Minerais constituintes das rochas. Uma introdução. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 727 p. Dias, P.A., Análise estrutural e paragenética de produtos litológicos e mineralizações de segregação metamórfica. - Estudo de veios hiperaluminosos e protólitos poligénicos Síluricos da região da Serra de Arga (Minho). Tese de Doutoramento, Universidade do Minho (não publicada), 615p. Dias, P.A., Pereira, B., Leal Gomes, C., Guimarães, F., Structure and mineralogy of the Muro Alto granitic pegmatite (Vieira do Minho Portugal). Peculiar assemblages of high F hydrothermal evolution. Estudos Geológicos (Special Issue of contributions to the 4th International Symposium on Granitic Pegmatites), 19(2), Dirlam, D., Laurs, B., Pezzotta, F., Simmons, W., Liddicoatite tourmaline from Anjanabonoina, Madagascar. Gems & Gemology, 38, Leal Gomes, C., Estudo estrutural e paragenético de um sistema pegmatóide granítico - O campo filoniano de Arga - Minho (Portugal). Tese de Doutoramento; Universidade do Minho (não publicada), 695p. Leal Gomes, C., A qualificação gemológica de algumas variedades de minerais pegmatíticos e hidrotermais em Portugal. In: Ciências Geológicas- Ensino e Investigação e a sua História, Leal Gomes, C., Dias, P.A., The gemmologic qualification of some varieties of pegmatite and hydrothermal minerals in Portugal. Estudos Geológicos (Special Issue of contributions to the 4th International Symposium on Granitic Pegmatites), 19, Neiva, A.M.R., Leal Gomes, C., Geoquímica das turmalinas do grupo pegmatítico granítico Li-Cs-Ta de Naípa, Alto Ligonha, Moçambique. Revista electrónica de Ciências da Terra, 13(4), 4 p. Neiva, A.M.R., Leal Gomes, C., Tourmaline-group minerals in the Naipa Li-Cs-Ta granitic pegmatite group, Mozambique: tracers of magmatic to postmagmatic evolution trends. Neues Jahrbuch für Mineralogie Abhandlungen, 189, 1 20.