Paragéneses contrastantes no campo pegmatítico de Arga (NW de Portugal), diversidade e equilíbrio

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1 Versão online: Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: X; e-issn: X Paragéneses contrastantes no campo pegmatítico de Arga (NW de Portugal), diversidade e equilíbrio Contrasting paragenesis in Arga pegmatite field (NW of Portugal), diversity and equilibrium M. Pereira 1*, C. Leal Gomes LNEG Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP Artigo Curto Short Article Resumo: O campo aplito-pegmatítico da Serra d Arga apresenta uma grande diversidade paragenética de corpos pegmatíticos, maioritariamente incluídos na classe de elementos raros, onde se distinguem linhagens mais precoces, com filiação NYF e linhagens mais evoluídas, típicas de uma filiação LCT. No presente estudo é feita uma síntese da diversidade paragenética do campo, sistematizada num conjunto de paragéneses paradigmáticas que são inscritas em diferentes grelhas petrogenéticas (BASH, LASH e óxidos de Ti-Sn-Nb-Ta) e outros agrupamentos mineroquímicos com importância tipomórfica e tipológica. As grelhas utilizadas, proporcionam indicações sobre as condições de equilíbrio que influenciaram os processos de cristalização e a subsequente evolução, tanto em subsolvus como em subsolidus, revelando que o metassomatismo sódico a sodolítico é precoce e o metassomatismo potássico é tardio. Palavras-chave: Campo aplito-pegmatito, Paragéneses, LCT/ NYF; Sistemática. Abstract: The Arga aplite-pegmatite field includes a wide paragenetic variety of pegmatite bodies, classified in the rare element class, with earlier NYF filiations, and LCT later evolutions. In the present study a paragenetic diversity summary is proposed, considering several types of paradigmatic paragenesis. Different petrogenetic grids (BASH, LASH and Ti-Sn-Nb-Ta oxides) and other mineral-chemical groups with typomorphic and typological significance were used, to explain equilibrium conditions for the crystallization and subsequent evolution. Na, Li metasomatism predates main potassic metasomatism, expressed in major replacement units. Keywords: Aplite-pegmatite field, Paragenesis, Sistematic; LCT/NYF. 1 CIG-R; Escola de Ciências, Universidade do Minho, Gualtar, Braga. * Autor correspondente / Corresponding author: lgomes@dct.uminho.pt 1. Introdução O campo aplito-pegmatítico, granítico da Serra d Arga (CAPSA) está genética e espacialmente relacionado com a instalação dos granitos de duas micas de Santo Ovídeo e Serra de Antelas, precocemente, e com o granito da Serra de Arga, tardiamente. Estruturou-se no decurso das 2 ª e 3ª fase Variscas de deformação (D2 e D3 intervalo de idades de referência Ma Azevedo e Valle Aguado, 2006), fazendo parte da Província Pegmatítica Varisca e da Cintura Pegmatítica Centro - Ibérica (Leal Gomes, 1994; Dias, 2012). Os corpos aplito-pegmatíticos que o compõem, na sua maioria, podem incluir-se nas classes de Elementos Raros e nas famílias NYF (Nb, Y, F) - no caso dos mais precoces - e LCT - no caso dos mais tardios. Os primeiros iniciam a sua implantação como veios ultra-aluminosos a hiperaluminosos, evoluindo para veios hiper-aluminosos sódicos, de pequena dimensão. São afectados pela fase D2. Os segundos mostram-se enriquecidos em Li, Cs e Ta, correspondendo-lhes um lapso cronológico de instalação situado de Sin-D2 a Tardi-D3. Estes mostram uma afinidade genética marcada com linhagens graníticas do tipo S (duas micas), com carácter peraluminoso pronunciado (Leal Gomes, 1994; Dias, 2012). Na sequência dos trabalhos de Leal Gomes (1994) e Dias (2012) e com base em estudos mineralógicos recentes, dedicados a alguns corpos pegmatíticos peculiares, procura-se apresentar agora uma síntese sobre a diversidade paragenética observada neste sistema (CAPSA), discriminando as espécies minerais que são ubíquas e aquelas que sendo tipomórficas, permitem refinar a tipologia dos pegmatitos, através de paragéneses paradigmáticas deste campo e também esclarecer as condições de equilíbrio que vigoravam na altura da cristalização e na subsequente evolução, tanto em subsolvus como em subsolidus. 2. Enquadramento e estruturação do campo pegmatítico Nos terrenos encaixantes do CAPSA predominam formações metassedimentares de carácter psamo-pelítico que são atribuídas ao Silúrico parautóctone da Unidade Minho Central, as quais estão inter-lâminadas com terrenos transportados tangencialmente que possuem uma marcada assinatura vulcanogénica a exalativa (Fig. 1). Estas rochas em conjunto foram metamorfizadas no decurso da Orogenia Varisca, evidenciando fácies com andaluzite, e fácies com silimanite e cordieirite, com

2 182 M. Pereira, C. Leal Gomes / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, alguns domínios sujeitos a fusão parcial incipiente e segregação venular (Dias, 2012). As feições protolíticas regionais influenciam localmente o quimismo dos diferenciados pegmatíticos, quer por digestão e contaminação, quer por segregação. Por outro lado as condições de metamorfismo observadas após a consolidação dos pegmatitos influenciaram significativamente os equilíbrios internos e, consequentemente, a diversidade paragenética. Como hipótese, deverá ser possível atribuir a cada conjunto paragenético uma justificação genética, invocando: fraccionação primária, evolução metamórfica, evolução em subsolvus ou evolução em subsolidus, influenciadas ou não por deformação imposta ou sobreposta, isoladamente ou de forma conjugada. Na figura 1 localizam-se as ocorrências aplitopegmatíticas com paragéneses consideradas paradigmáticas: AZ- Azevedo; BN-Balouca N; BS-Balouca S; CA- Cumieira; CE-Cerdeirinha; DM Dem; EA Encruzilhada; FO Formigoso; LE-Lousado E ; LL Lourinhal; LW Lousado W; MO-Monteiro; PC- Picoto do Carvalho; PF- Paiol do Formigoso; RL Real; SC- Santa Cristina. De acordo com Leal Gomes (1994), o complexo CAPSA pode ser subdividido em sectores onde a ocorrência dos aplito-pegmatitos é estruturalmente diferenciada consoante a posição espacial em relação ao afloramento central do maciço granítico de Arga. Surge assim a diferenciação dos sectores exo-graníticos de acolhimento de aplito-pegmatitos que são designados como proximal, distal, dos antiformes adjacentes e os sectores de interferência, onde se sobrepõe a influência estrutural, espacial e/ou genética dos maciços graníticos vizinhos (Leal Gomes, 1994). Os aplito-pegmatitos aqui considerados paradigmáticos ocorrem principalmente nos sectores distais e de interferência (Fig. 1), onde, não só é mais provável a intersecção e hibridização de diferenciados pegmatíticos de diferentes gerações e de diferentes linhagens geoquímicas, como também, no caso de diferenciados efectivamente filiados no granito de Arga, é possível uma maior diferenciação potencial em resposta a uma maior distância de percolação dos diferenciados, através dos gradientes térmicos e composicionais do encaixante. 3. Sistemática e associações mineralógicas com interesse tipológico Para a sistemática das paragéneses contrastantes presentes no CAPSA, foram utilizados diferentes grelhas petrogenéticas descritoras do equilíbrio de associações mineralógicas pegmatíticas (Leal Gomes, 1997) (Tabela 1). Fig. 1. Enquadramento Geológico da área em estudo, localizada no distrito de Viana do Castelo - NW de Portugal Campo aplito-pegmatítico da Serra d Arga. Legenda: Ocorrências aplito-pegmatíticas paradigmáticas: AZ- Azevedo; BN-Balouca N; BS-Balouca S; CA-Cumieira; CE-Cerdeirinha; DM Dem; EA Encruzilhada; FO Formigoso; LE-Lousado E; LL Lourinhal; LW Lousado W; MO-Monteiro; PC- Picoto do Carvalho; PF-Paiol do Formigoso; RL Real; SC- Santa Cristina. Granitóides: γ 1 Granito de Arga ; γ 2 Granito de Sto Ovídeo ; γ 3 Granitos de Moledo e Bertiandos; γ 4 - Granito Covas; γ 5 -Granito de Paredes de Coura; γ 6 Granito de Romarigães- Sabariz. Unidades metassedimentares: Autóctones CXG (Complexo Xisto-Grauváquico); Parautóctones UVN (Unidade de Vila-Nune). Fig. 1. General geology of the Arga aplite-pegmatite field, located in the Viana do Castelo district NW Portugal. Legend: Aplite-pegmatite paradigmatic occurrences: AZ- Azevedo; BN-Balouca N; BS-Balouca S; CA-Cumieira; CE-Cerdeirinha; DM Dem; EA Encruzilhada; FO Formigoso; LE-Lousado E; LL Lourinhal; LW Lousado W; MO-Monteiro; PC- Picoto do Carvalho; PF-Paiol do Formigoso; RL Real; SC- Santa Cristina. Granites: γ'1- Arga granite; γ'2- Sto Ovídeo granite; γ'3 - Moledo and Bertiandos granites; γ'4- Covas granite; γ'5- Paredes de Coura granite; γ'6 - Romarigães-Sabariz granite. Metasedimentary units: Autochthonous- CXG (Schist-Greywacke Complex); Parautochthonous - UVN (Vila Nune Unit).

3 Paragéneses do campo pegmatítico de Arga 183 Tabela 1. Ocorrências minerais nos corpos aplito-pegmatitos com paragéneses paradigmáticas. Organização segundo grelhas petrogenéticas (BASH, LASH, Óxidos de Sn-Ti-Ta-Nb) e agrupamentos mineroquímicos (Silicatos, Fosfatos-Sulfofosfatos-Sulfatos e Sulfuretos-Sulfossais). Notas, nomes dos locais e minerais no texto; Índices de abundância: 1 vestigial; 2 raro; 3 frequente; 4- abundante; Fontes: Dias, 2012; Leal Gomes, 1994; Leal Gomes, 2005; Leal Gomes, Table 1. Mineral occurrences in the aplite-pegmatite bodies with paradigmatic paragenesis. Organization according to petrogenetic grids (BASH, LASH, Oxides of Sn-Ti-Ta-Nb) and minerochemical groups (Silicates, Phosphates/Sulpho-Phosphates/Sulphates And Sulphides-Sulfosalts); Notes, locals and minerals names in the text; Abundance indexes: 1 - occasional, 2 - rare, 3 - frequent; 4 - abundant. Sources: Dias, 2012; Leal Gomes, 1994; Leal Gomes, 2005; Leal Gomes, Sistema BASH (BeO Al 2 O 3 - SiO 2 H 2 O) - são relevantes os alumino-silicatos polimorfos (andaluzite - And e silimanite - Sil), diásporo, berilo (Ber) e crisoberilo (Csb); -Sistema LASH (Li 2 O - Al 2 O 3 - SiO 2 H 2 O) - considera alguns alumino-silicatos anidros de Li (petalite - Pet, espodumena - Esp e eucriptite - Euc) e alguns dos seus produtos de evolução em subsolidus; -Óxidos de Ti, Sn, Nb e Ta inclui a série da Fecolumbite Mn-tantalite (GCT), microlite (Mic), struverite ou Ta-rútilo (Str), tapiolite (Tap) e ixiolite. Os restantes conjuntos de minerais a que foi atribuída importância tipomórfica e tipológica está organizado em função dos agrupamentos mineroquímicos, cristalográficos e das classes em que se incluem. Destacam-se os seguintes conjuntos: a) Fosfatos, sulfo-fosfatos e sulfatos -Séries da lazulite scorzalite (Laz), ambligonitemontebrasite (Amb), litiofilite trifilite (LTt), childrenite-eosforite (Eos); -Espécies - berilonite e berlinite; -Associações mineralógicas (svambergite + crandalite + gorceixite + goiasite) (Cnd); (monazite + xenotima) (Mon) -barite (Bar). b) Ciclossilicatos dravite, uvite, schorl (Sch), olenite (Olt), rossmanite, foitite e elbaite - lidicoatite (Elt). c) Filossilicatos - micas - (celadonite, moscovite), paragonite (Par), margarite, lepidolite (Lep), polilitionite; clorites - (clinocloro, chamosite - Chm, cooketite - Cok); argilas (montmorilonite - Mmt, ilite, haloizite, caulinite - Cau). d) Nesossilicatos e tectossilicatos - granada (almandina, Mn-almandina - Alm e hessonite) e polucite (Pol). e) Arsenietos, sulfuretos e sulfossais - lolingite (Lol) e sulfuretos vários ( Slf). Os minerais discriminantes das paragéneses das diferentes linhagens pegmatíticas são essencialmente acessórios e essenciais não específicos mas com composições químicas anómalas. 4. Linhagens pegmatíticas Com base nos minerais discriminantes dos diferentes tipos paragenéticos torna-se possível o agrupamento de associações tipomórficas das diferentes linhagens pegmatíticas em nove paragéneses paradigmáticas. Cada paragénese é designada pelo nome do local onde esta se observa com expressão mais conspícua, no CAPSA (Tabela1). Distinguem-se assim (Tabela1): - Encruzilhada (A) - NYF hiperaluminosa compreende os seguintes locais: Encruzilhada (EA) e Santa Cristina (SC);

4 184 M. Pereira, C. Leal Gomes / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, Cumieira (B) LCT hiperaluminosa, metassomatizada; - Cerdeirinha (C) LCT fosfática; - Monteiro (D) Moscovítica, greisenizada, estanotantalífera; - Balouca N (E) LCT turmalínica nodular (olenite) ou com turmalina disseminada (elbaite) - compreende os seguintes locais: Balouca N (BN), Azevedo (AZ) e Paiol do Formigoso (PF); - Verdes (F) - LCT metamorfizada e metassomatizada compreende os seguintes locais: Verdes (VS), Picoto do Carvalho (PC), Real (RL), Dem (DM) e Vale de Corzes (VC); - Formigoso (G) LCT petalítica com turmalina (elbaite); - Balouca S (H) LCT lepidolítica-turmalínica compreende os seguintes locais: Balouca S (BS), Lousado E (LE) e Lousado W (LW); - Lourinhal (I) Fosfática berilífera. 5. Estabilidade mineralógica típica do CAPSA e paragéneses paradigmáticas - Conclusões A estabilidade mineralógica pode ser descrita usando as grelhas petrogenéticas BASH, LASH e o diagrama quadrilátero dos Nb-Tantalatos. Note-se que os domínios de estabilidade das diferentes fases dependem de factores como a pressão total a que os pegmatitos estiveram sujeitos, os regimes deformacionais associados e a dissipação térmica (calor latente) relacionado com a instalação e consolidação dos plutonitos graníticos. Na avaliação das condições de equilíbrio e sequências de evolução tem que se ter em conta que podem existir fases e equilíbrios que não foram preservados até às condições de afloramento actuais, tanto em resposta à meteorização, como em resposta aos processos diversificados que afectaram os pegmatitos no decurso do tempo de permanência em diferentes níveis estruturais e topográficos, profundos. Não obstante, pode ser inscrita no sistema BASH a evolução dos pegmatóides hiperaluminosos precoces, por vezes expressos em colheitas venulares de leucossomas, e aplito-pegmatitos da família NYF, também precoce (D2- D3). A coexistência de crisoberilos primários (alojados em aplitos) com berilos (alojados em estruturas pegmatíticas dos mesmos filões), pode ser explicada pela reactivação aplítica de caixas pegmatíticas já portadoras de berilo, ou por fraccionação berilo crisoberilo (menos provável) (Leal Gomes, 1997). Outros indícios de reacções inscritas no sistema BASH foram identificadas no CAPSA, em interfaces berilo/crisoberilo e em fácies cataclásticas sujeitas a greisenização. As orlas reaccionais entre berilo e albite apresentam crisoberilo + quartzo, reacção estável apenas para temperaturas na ordem dos 600ºC ou superiores. No CAPSA essa transição foi provavelmente atravessada no início de D3, decorrente da anomalia térmica relacionada com o maciço granítico de Sto Ovídeo, refractando os gradientes regionais, metamorfizando os pegmatitos até à transição berilo => crisoberilo e condicionando a cristalização de um fundido rico em BeO, com formação de crisoberilo. O sistema LASH permite explicar a organização de paragéneses da família LCT. Neste sistema podem ser definidos três limiares primários representativos das transições de estádios paragenéticos observados em diferentes corpos do CAPSA (Leal Gomes, 1994) - limiares petalítico, ambligonítico e lepidolítico - os quais marcam importantes transições de estádios paragenéticos primários, entre condições de cristalização, tipicamente magmáticas, e condições de precipitação, tipicamente hidrotermais. Relativamente às reorganizações típicas do sistema LASH, distinguem-se as de regime subsolvus e as de regime subsolidus (Leal Gomes, 1997). As primeiras marcam o colapso da petalite por transformação isoquímica em espodumena e quartzo (paragénese paradigmática do Formigoso). As temperaturas altas necessárias para a estabilidade da petalite podem estar relacionadas com as anomalias térmicas associadas aos plutões graníticos, geradas nos mesmos intervalos da evolução colisional em que cristalizaram os pegmatitos. O colapso da petalite em Esp + 2Qz deve ter ocorrido em condições de P/T bem definidas. Em Leal Gomes (1994) admite-se, P=2.7 Kb e T= 490ºC. Estas condições podem ser explicadas por: - Um aumento de pressão decorrente de cisalhamento (Leal Gomes e Lopes Nunes, 1990); - Diminuição de P e T em exumação e/ou uplifting (Leal Gomes e Lopes Nunes, 1990; Leal Gomes, 1994). Moura et al. (2010), invocando argumentos geoquímicos e paragenéticos, defendem que existe um determinante petalítico para todas as paragéneses com espodumena, e produtos de substituição subsequentes, que ocorrem em pegmatitos alojados em terrenos Silúricos do NW de Portugal, excluindo os corpos LCT que desde início eram muito enriquecidos em lepidolite. Seria também este o caso dos aplito-pegmatitos do CAPSA. Assim, na sua generalidade e na consolidação e cristalização inicial, todos estes aplito-pegmatitos de tipo LCT seriam petalíticos. As transformações posteriores de tipo aloquímico afectariam os produtos de evolução isoquímica da petalite, distinguindo-se, metassomatismo sodiolítico, seguido de metassomatismo sódico, seguido de greisenização (Leal Gomes, 1997). Quando filões pegmatíticos de tipo hiper-aluminoso e NYF são recarregados com diferenciados LCT tardios, ao longo das mesmas caixas filonianas, observa-se metassomatismo sódio-lítico, que compreende a substituição generalizada de megafk(s) precoces por associações granulares de Alb+Esp. No metassomatismo sódico, ocorre a substituição da espodumena por associações granulares finas de Euc+Alb, por vezes acompanhadas de albitização do FK. A greisenização afecta as paragéneses litiníferas das associações espoduménicas e ambligoníticas, gerando associações lepidolíticas com quartzo (Leal Gomes, 1997).

5 Paragéneses do campo pegmatítico de Arga 185 Os nióbio-tantalatos ocorrem em todas as paragéneses contrastantes definidas mas com espécies minero-químicas diferenciadas ou diferenciadamente zonadas. Nos corpos precoces de tipo hiper-aluminoso e NYF a mineralização tantalífera ocorre sob a forma de ferro-columbite, tapiolite e Ta-rútilo ( struverite ). Nas paragéneses tardias mais evoluídas como são as de Balouca Norte e Balouca Sul surgem termos muito ricos em molécula Mn-tantalite e microlites (microlite normal, Ba-microlite e Na-Fmicrolite). Podem então identificar-se duas tendências essenciais de fraccionação ao nível do CAPSA que tendem de forma convergente para o pólo Fe-tapiolite do quadrilátero dos Nb-tantalatos: - Precoce (NYF) Fe-columbite, ilmenorútilo (Nb-rútilo) => Ta-rútilo ( struverite ), columbite-tantalite => Tiixiolite, Fe-tapiolite; o pólo Fe-tapiolite é de facto atingido e observam-se tapiolites ricas em Fe; - Tardia (LCT) - columbite-tantalite => Mn-tantalite => ixiolites, microlites; a fraccionação esgota-se nas microlites não tendo sido observadas tapiolites nestas paragéneses. Respeitando as condições de estabilidade de minerais tipomórficos é pois possível estabelecer paragéneses paradigmáticas com valor tipológico, representativas da diversidade observada nas associações mineralógicas pegmatíticas presentes no CAPSA as quais expressam termos das linhagens metalogénicas NYF e LCT (Tabela 1): NYF veios e filões precoces hiperaluminosos do tipo Encruzilhada; LCT sills e diques dos tipos Cumieira (hiperaluminoso), Cerdeirinha (fosfático), Monteiro (estano-tantalífero), Balouca N (olenítico com turmalina nodular), Verdes (metassomático com determinante petalítico), Formigoso (petalítico), Balouca S (lepidolítico, turmalínico e polucítico). Um volumoso pegmatito situado no Lourinhal constitui um caso particular do CAPSA. Corresponde a um corpo helicoidal, fosfático-berilífero, instalado no fulcro de uma zona de interferência periférica daquele campo. Referências Azevedo, M.R., Valle-Aguado, B., Origem e instalação de granitóides variscos na Zona Centro-Ibérica. In: R. Dias, A. Araújo, P. Terrinha, J.C. Kullberg, (Eds), Geologia de Portugal no contexto da Ibéria. Universwidade de Évora, Évora, Dias, P., Análise estrutural e paragenética de produtos litológicos e mineralizações de segregação metamórfica: estudo de veios hiperaluminosos e protólitos poligénicos silúricos da região da Serra de Arga (Minho). Tese de doutoramento, Universidade do Minho (não publicada), 466 p. Leal Gomes, C., Estudo estrutural e paragenético de um sistema pegmatóide granítico O campo filoneano de Arga Minho (Portugal). Tese de Doutoramento, Universidade do Minho (não publicada), 695 p. Leal Gomes, C., Evolução em subsolidus de paragéneses pegmatíticas- Sistema granítico residual da serra de Arga (Minho N de Portugal). X Semana de Geoquímica - IV Congresso de Geoquímica dos Países de Língua Portuguesa, Braga, Portugal, Leal Gomes, C., Contributo para a Sistemática dos Pegmatitos Graníticos referentes à Cintura Varisca Centro- Ibérica Características a considerar e Quadro Tipológico, Geonovas, 19, Leal Gomes, C., Assinatura fosfática de linhagens pegmatíticas Variscas NW de Portugal. VIII Congresso Nacional de Geologia, Braga, Portugal, 1-4. Leal Gomes, C., Lopes Nunes, J., As paragéneses correspondentes à mineralização litinífera do campo aplitopegmatítico de Arga-Minho, Norte de Portugal. Memórias e Notícias, Publicações do Museu e Laboratório Mineralógico e Geológico, Universidade de Coimbra, 109, Moura, S., Leal Gomes, C., Lopes Nunes, J., As Assinaturas LCT e NYF em Aplito-Pegmatitos Variscos de metais raros do NW de Portugal. VIII Congresso Nacional de Geologia, Braga, Portugal, 5-8.