CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DE PELITOS DAS FORMAÇÕES SERRA DE SANTA HELENA E SERRA DA SAUDADE, GRUPO BAMBUÍ

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1 CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DE PELITOS DAS FORMAÇÕES SERRA DE SANTA HELENA E SERRA DA SAUDADE, GRUPO BAMBUÍ Laura Flores Brant Campos 1 (D), Edi Mendes Guimarães Universidade de Brasília UnB, Brasília DF, laurafbrant@gmail.com Resumo: Amostras de pelitos e arenitos muito finos das formações Serra de Santa Helena e Serra da Saudade do Grupo Bambuí foram analisados por Fluorescência de raios X (FRX) e Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES) a fim de verificar variação da composição química. Os teores de óxidos e de elementos menores são mais heterogêneos na primeira formação (base) do que na segunda (topo) e indicam rocha fonte félsica com contribuição de rochas máficas/ultramáficas, especialmente nas regiões mais a leste e na Formação Serra da Saudade. Palavras-chave: Pelitos, FRX, ICP-OES, variação composicional, rocha fonte. Chemical characterization of pelitos from Serra de Santa Helena and Serra da Saudade formations, Bambuí Group Abstract: Mudstones of the SSH and SS formations were analyzed by FRX and ICP-OES. The compositions indicate felsic source rock but with mafic/ultramafic contribution, especially to the east and in the FSS. Keywords: Mudstone, FRX, ICP-OES, compositional variation, source rock. Introdução O Grupo Bambuí (Fig. 1) compreende da base para o topo às formações Sete Lagoas (SL), Serra de Santa Helena (SSH) e Lagoa do Jacaré (LJ; ocasionalmente agrupadas como Subgrupo Paraopeba), sobrepostas pelas formações Serra da Saudade (SS) e Três Marias (TM; Dardenne 1978). As formações SL e LJ são predominantemente carbonáticas, enquanto SSH e SS correspondem a termos pelíticos com contribuição restrita de arenitos muito finos, sendo a FTM constituída por psamitos subquartzosos (Dardenne 1978). Este grupo, de idade neoproterozóica, recobre localmente a Formação Jequitaí e, por discordância erosiva, unidades sedimentares mesoproterozóicas, além de porções do Cráton São Francisco. Compreende uma zonação tectônica a partir da porção cratônica não deformada a leste atingindo a proximidade da zona interna da Faixa de Dobramento Brasília a oeste (Fuck 1994). Estende-se desde o sul do estado de Minas Gerais até Tocantins, incluindo áreas do Distrito Federal e dos estados de Goiás e Bahia. Embora com variações de espessura da ordem de algumas dezenas até várias centenas de metros, as unidades pelíticas reconhecidas por toda a bacia, são representadas por rochas, em geral, subquartzosas constituídas por illita, clorita, micas e feldspato, predominantemente plagioclásio (Guimarães 1997, Campos et al. 2015, Sampaio 2016). A persistência ou variações nas proporções e nas espécies desses minerais, bem como nas características geoquímicas são condicionadas pelo contexto deposicional e pela proveniência dos sedimentos. Assim, o entendimento da distribuição lateral e vertical dos sedimentos é fundamental para a interpretação da evolução da bacia de deposição do Grupo Bambuí que tem sido considerada como do tipo foreland relacionada à Orogênese Brasiliana (Alkmin et al. 1993, Guimarães 1997, Alkmin & Martins-Neto 2001).

2 Figura 1 Mapa geológico simplificado com a localização das amostras (modificado de Alvarenga et al e adaptado de Souza et al e de Pinto & Silva 2014) e respectivas colunas estratigráficas: FJ: Formação Jequitaí; FSL: Formação Sete Lagoas; FSSH: Formação Serra de Santa Helena; FLJ: Formação Lagoa do Jacaré; FSS: Formação Serra da Saudade; FTM: Formação Três Marias. O presente trabalho apresenta dados geoquímicos preliminares comparativos entre a composição das formações SSH e SS, bem como da distribuição de oeste para leste de cada uma dessas unidades. Experimental Materiais Amostras de pelitos e arenitos muito finos das formações SSH e SS foram coletadas em cinco localidades (Fig.1): 1) Norte do Distrito Federal, que inclui a região da Fercal e de Água Fria

3 (DF GO); 2) Vila Boa Bezerra (GO); 3) Cabeceiras (GO); 4) Serra de São Domingos (MG); 5) Bonfinópolis de Minas (MG). Análises químicas de rocha total As amostras foram pulverizadas no Laboratório de Difratometria de Raios-X (LDRX) utilizando-se o moinho da Marca FRITSCH Modelo Pulverisette 5. A fração inferior a 160 µm foi utilizada para as análises químicas de rocha total. Os óxidos majoritários SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, TiO2, P2O5, Na2O, K2O, MnO foram determinados por Fluorescência de Raios X (FRX) em 61 amostras, sendo 13 analisadas no Laboratório de Geocronologia (IG/UnB), 10 no Centro Regional para o Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (CRTI) e 38 no SGS Geosol Laboratórios. Os teores de elementos menores, dados em ppm, foram determinados por ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry ou Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado Indutivamente) no SGS Geosol Laboratórios em 38 pelitos. Resultados e Discussão Comparando-se os teores dos óxidos majoritários (Tab. 1), entre as formações SSH e SS, verifica-se que são mais heterogêneos na primeira, enquanto a Formação Serra da Saudade apresenta valores mais altos de Al2O3, Fe2O3, MgO e TiO2. Tabela 1 - Composição em porcentagem de óxidos (indicando o intervalo de cada constituinte) em pelitos e margas das formações Serra de Santa Helena e Serra da Saudade. SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO MgO TiO 2 P 2O 5 Na 2O K 2O MnO LOI Formação Serra de Santa Helena Pelitos 51,20-8,35-1,82-82,95 17,30 9,01 Formação Serra da Saudade Pelitos 60,39-12,10-5,05-71,40 17,30 7,98 0,10-9,81 0,32-5,53 0,52-3,24 1,74-3,48 0,52-1,16 0,79-1,00 0,06-1,81 0,15-0,24 0,04-4,00 1,53-2,46 1,42-8,14 2,08-3,92 0,00-0,84 0,06-0,46 1,10-9,66 0,14-6,61 Considerando a localização, os pelitos da FSSH, desde a região mais a oeste (norte do DF) para leste (Serra de São Domingos), mostram diminuição em SiO2, TiO2 e K2O e aumento em Al2O3, Fe2O3, MgO, Na2O (Fig. 2). CaO também tendem a aumentar, discretamente, de oeste para leste. A região de Cabeceiras foge da tendência geral das demais regiões. Figura 2 Média dos teores de óxidos agrupados conforme classe modal em cada localidade. Assim como os pelitos da FSSH, os da FSS (Fig. 2) também mostram diminuição dos teores de SiO2 e TiO2 e aumento em Al2O3 e MgO de oeste (Vila Boa Bezerra) para leste (Bonfinopolis

4 de Minas). No entanto, teores de Fe2O3 e de Na2O diminuem enquanto que o de K2O aumenta de oeste para leste. Os pelitos da FSSH têm os maiores teores de La, Sr, Y e Zr. Os outros elementos têm teores mais elevados nos pelitos da FSS, cuja variação composicional das amostras é menor. Portanto, a composição química com relação aos elementos menores também difere entre as formações. Os elementos Sr, Y e Zr, por serem incompatíveis com a composição do manto, são abundantes em rochas intermediárias a félsicas, enquanto os elementos Ni, Cr, Co e V são compatíveis e, assim, abundantes em rochas máficas/ultramáficas. Assim, em pelitos, os teores elevados desses elementos indicam que houve aporte de rochas máficas/ultramáficas na bacia (McCann 1991, Potter et al. 2005). Nos pelitos de ambas formações os teores são elevados desses elementos, especialmente na FSS (Fig. 3), que também tem os teores de Fe2O3, MgO e TiO2 mais elevados se comparados à FSSH, indicando maior contribuição de rochas básicas na formação de topo. Figura 3 - Média dos teores elementais agrupados conforme classe modal em cada localidade. Nos pelitos da FSSH, os elementos Ni e V tendem a aumentar de oeste (norte do DF) para leste (Serra de São Domingos), sendo que há uma diminuição considerável na região de Cabeceiras (Fig. 3). Sr tem valores praticamente constantes, exceto na região de Vila Boa Bezerra, em que ocorre um aumento considerável. Os elementos Zr, Cr e Y tendem a diminuir de oeste para leste. Os teores de Co são inferiores aos limites de detecção na região norte do DF e na região de Cabeceiras. Nos pelitos da FSS, os elementos V e Cr tendem a aumentar de oeste (Vila Boa Bezerra) para leste (Bonfinópolis de Minas), sendo que na região da Serra de São Domingos, Sr aumenta consideravelmente (Fig. 3). Os elementos Ni, Y e Co tendem a ter valores constantes, exceto Ni na região de Cabeceiras e Co na região de Vila Boa Bezerra. O elemento Zr tende a diminuir de oeste para leste, embora aumente relativamente na região de Cabeceiras. Conclusões A composição dos pelitos das formações SSH e SS indica rocha fonte félsica com contribuição de rochas máficas/ultramáficas. Há uma variação composicional conforme a região amostrada, que é maior na primeira formação (base) e mais discreta na segunda (topo). Os teores de SiO2, CaO, P2O5 e Na2O e de La, Sr, Y e Zr são mais elevados na FSSH enquanto que os de Al2O3, de Fe2O3, de MgO, de TiO2, de K2O e de MnO e de Ba, Co, Cr, Cu, Li, Ni, Pb, Sc, V e Zn são maiores na FSS.

5 Os teores mais elevados de SiO2, Sr, Y e Zr na FSSH e de Fe2O3, de MgO, de TiO2, Co, Cr, Ni, e V na FSS indicam uma contribuição maior de rochas máficas/ultramáficas durante a deposição dessa formação do que daquela. Os teores dos óxidos e dos elementos menores de cada formação tendem a seguir padrões de aumento ou diminuição de oeste para leste indicando que a rocha fonte também variou na bacia conforme a posição geográfica durante a deposição. De forma geral, os pelitos a oeste têm menor contribuição de rochas máficas/ultramáficas, que aumenta nas regiões mais a leste. Agradecimentos Os autores agradecem ao Instituto de Geociências da Universidade de Brasília, pela infraestrutura (laboratório de geocronologia e de difratometria de raios-x) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pelo apoio financeiro. Referências Bibliográficas Alkmin, Fernando F., Brito Neves, Benjamim B. e Castro Alves, J. A Arcabouço tectônico do Cráton do São Francisco: uma revisão. In O Cráton do São Francisco editado por J. M. L. Dominguez e A. Misi, SBG - Núcleo BA/SE. Alkmin, Fernando F. & Martins-Neto, Marcelo A A Bacia Intracratônica do São Francisco: arcabouço estrutural e cenários evolutivos. In Bacia do São Francisco: geologia e recursos naturais editado por C. P. Pinto e M. A. Martins-Neto M.A, Belo Horizonte, Sociedade Brasileira de Geociências - MG. Alvarenga, Carlos. S., Marcel A. Dardenne, Edi M. Guimarães, Roberto V. Santos, Lucieth C. Vieira e Caroline T. Martinho Using C-Sr-isotope values to understand the stratigraphy from the Proterozoic São Francisco Basin, Brazil. Resumo apresentado na Conferência Internacional de Bacias Sedimentares Neoproterozoicas Estratigrafia, Geodinâmica e Potencial Petrolífero, 6 7. Campos, Laura F. B., Edi M. Guimarães, Rafael H. B. Grudka, André W. Gomes Cristalinidade da illita para indicar influência do esforço tectônico em Seqüências Proterozóicas no Distrito Federal e em Goiás, Brasil. Brazilian Journal of Geology 45(3): Dardenne, Marcel A Síntese sobre a estratigrafia do Grupo Bambuí no Brasil Central. Resumo apresentado no 30 Congresso Brasileiro de Geologia, 2: Fuck, Reinhardt A A Faixa Brasília e a compartimentação tectônica da Província Tocantins. Resumo apresentado no 4 Simpósio de Geologia do Centro-Oeste, Guimarães, Edi. M Estudos de proveniência e diagênese com ênfase na caracterização dos filossilicatos dos grupos Paranoá e Bambuí, na região de Bezerra Cabeceiras (GO). Tese de Doutorado em Geociências, Universidade de Brasília. McCann, T Petrological and geochemical determination of provenance in the southern Welsh Basin. In Developments in Sedimentary Provenance Studies editado por A. C. Morton, S. P, Todd, P. D. W. Haughton, Geological Society Special Publication. Pinto, C. P. & Silva, M. A Mapa Geológico do Estado de Minas Gerais. Programa Geologia do Brasil, Integração, Atualização e Difusão de Dados da Geologia do Brasil Projeto Mapas Geológicos Estaduais. Potter, Paul E., Maynard, J. B., Depetris, Pedro, J Mud and Mudstones. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Sampaio, Lucas F Contexto deposicional e diagênese de rochas Neoproterozóicas (Formação Serra Santa Helena) a partir da composição e Índice de Kübler: influência da moagem das amostras. Dissertação de Mestrado em Geociências, Universidade de Brasília. Souza Souza, J. D., Kosin, M. D., Heineck, C. A., Lacerda Filho, J. V., Teixeira, L. R., Valente, C. R. Guimarães, J. T., Bento, R. V., Borges, V. P., Santos, R. A., Leite, C. A., Neves, J. P., Oliveira, I. W. B., Carvalho, L. M., Paes, V. J. C., Netto, C., Pereira, L. H. M Folha SD.23-Brasília. In Carta Geológica do Brasil ao Milionésimo, Sistema de Informações Geográficas. Programa Geologia do Brasil editado por C. Schobbenhaus, J. H. Gonçalves, J. O. S. Santos, M. B. Abram, R. Leão Neto, G. M. M. Matos, R. M. Vidotti, M A. B. Ramos, J. D. A. Jesus CPRM, Brasília. CD- ROM.