Palavras-chave: Geoquímica, petrografia, Formação Fecho do Funil.

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1 ANÁLISE GEOQUÍMICA E PETROGRÁFICA NO ESTUDO DE CONDIÇÕES DEPOSICIONAIS DE DOLOMITOS DA PEDREIRA DO CUMBI, FORMAÇÃO FECHO DO FUNIL, QUADRILÁTERO FERRÍFERO (QF) - MG. Vinícius Q. Oliveira 1 (IC), Leonardo B. Nogueira 1 (D), Hermínio A. N. Júnior 1, Mariângela P. G. Leite Universidade Federal de Ouro Preto UFOP, Ouro Preto MG, viniciusqoliveira@hotmail.com Resumo: Poucos estudos que tratem de condições deposicionais têm sido feitos em rochas carbonáticas na região da província mineral do Quadrilátero Ferrífero (QF), MG. A Formação Fecho do Funil, do Grupo Piracicaba - Supergrupo Minas é uma das formações que contêm rochas dolomíticas em sua constituição no QF. Escolheu-se a pedreira do Cumbi, próximo ao distrito de Cachoeira do Campo, Ouro Preto, MG para coleta de amostras de rocha destinadas à pulverização e laminação. As mesmas foram coletadas ao longo de um perfil vertical de 40 metros. Análises geoquímicas dos elementos maiores associadas à identificação mineralógica feita em lâminas delgadas possibilitaram o reconhecimento de litofáceis no perfil levantado nas quais há grande influência de sedimentos terrígenos em detrimento de minerais gerados estritamente por precipitação química em ambiente marinho. Isto levou à interpretação de variações no nível do mar capazes de gerar diferenciações litológicas nas fácies identificadas. Palavras-chave: Geoquímica, petrografia, Formação Fecho do Funil. Geochemical and petrography analysis in the study of depositional conditions of dolomites of Cumbi quarry, Fecho do Funil Formation, Quadriláterro Ferrífero (QF) MG. Abstract: Study based on geochemical and petrography data to identify depositional conditions of dolomitic rocks of Fecho do Funil Formation, Quadrilátero Ferrífero (QF), MG. Keywords: Geochemistry, petrography, Fecho do Funil Formation. Introdução Nos últimos anos, muitos trabalhos têm sido realizados utilizando sequências carbonáticas Précambrianas para entender os processos deposicionais, a evolução do sistema oceano-atmosfera e as interações entre processos bióticos e abióticos durante a história da Terra (Nagarajan et al., 2008). Rochas como estas estão presentes na região denominada de Quadrilátero Ferrífero (QF), que se constitui de uma província mineral localizada na porção centro-sudeste do estado de Minas Gerais (MG) ocupando uma área de km 2. Essa região foi assim denominada por Gonzaga de Campos devido aos depósitos de minério de ferro que ocorrem numa área que tem como vértices as cidades de Itabira a nordeste, Mariana a sudeste, Congonhas a Sudoeste e Itaúna a noroeste (Dorr, 1969), envolvendo, além da capital do estado, várias cidades originárias da atividade minerária tais como, Nova Lima, Sabará, Santa Bárbara, Itabirito e Ouro Preto. O Quadrilátero Ferrífero contém seis principais unidades litoestratigráficas, aqui citadas em ordem geocronológica decrescente: Supergrupo Rio das Velhas, Supergrupo Minas - subdivido em Grupos Caraça, Itabira, Piracicaba e Sabará - e Grupo Itacolomi. Embora muitos trabalhos tenham sido realizados no Quadrilátero Ferrífero, pouca atenção tem sido dada às rochas carbonáticas. De forma a contribuir para o aumento do conhecimento nessa temática, aliado à escolha de local com potencialidades para isso, optou-se como área fonte deste estudo a pedreira do Cumbi nas

2 proximidades do distrito de Cachoeira do Campo, município de Ouro Preto, MG. As rochas dolomíticas que ali afloram pertencem à Formação Fecho do Funil, Grupo Piracicaba. Amostras de rochas foram colhidas para realização de análises geoquímicas dos elementos maiores e identificação mineralógica feita com uso de lâminas delgadas. Experimental Trabalho de Campo Inicialmente levantou-se uma seção estratigráfica em afloramento de 40 metros de extensão vertical na pedreira do Cumbi com registro de características petrográficas, relações estratigráficas e também de documentação fotográfica. Amostragem Foram coletadas 13 amostras ao longo da seção levantada buscando representar todas as litofácies presentes. Posteriormente as amostras foram destinadas à pulverização e laminação. Determinação da perda por calcinação (PPC) As 13 amostras foram submetidas à determinação da perda por calcinação PCC, também conhecido com loss on ignition (LOI). Este se constitui de um processo de decomposição química altamente endotérmico e corresponde a perda de massa da amostra. Perdas de massa das amostras ocorrem devido a combustão da matéria orgânica, perda de água contida na rede cristalina e eliminação de voláteis como carbonatos e sulfetos. No caso da realização deste procedimento em carbonatos, a calcinação transforma o carbonato (CaCO 3 ) em oxido de cálcio (CaO), com liberação de CO 2. Análise geoquímica Uma fração de 200g de cada uma das 13 amostras foi pulverizada. Das frações separou-se 0,25 g de cada amostra para solubilização. Adicionou-se 1 ml de HCl 10 mol/l e 3 ml de HNO 3 10 mol/l. Os frascos foram aquecidos em chapa aquecedora à 110 C até completa evaporação do líquido. Em seguida, adicionou-se 2 ml de HF concentrado e novamente os fracos foram mantidos em chapa aquecedora a 110 C até a secura. A próxima etapa, consistiu na adição de 2 ml de HF concentrado. Os frascos foram fechados com suas respectivas tampas e aquecidos por 30 horas a 110 C. Após esse tempo, os frascos foram abertos e levados à secura na chapa aquecedora a cerca de 110 C. Adicionou-se em seguida 2 ml de HNO 3 e os frascos foram mantidos abertos em placa aquecedora a 110 C até secura. Novamente, adicionou-se 2 ml de HCl 10 mol/l, mantendo os frascos abertos em chapa aquecedora até completa evaporação do líquido. A última etapa da digestão consistiu na adição de 25 ml de HCl 2 mol/l, onde os frascos foram mantidos fechados por 2 horas sobre a placa aquecedora a 110 C. A determinação do teor de SiO 2 das amostras foi obtida através do método gravimétrico. Inicialmente pesou-se 1 grama de amostra e em seguida foram feitas adições e secagem consecutivas de 10 ml de ácido clorídrico concentrado, ácido fluorídrico concentrado e 5 gotas de ácido sulfúrico. Após a ação destes ácidos o teor de SiO 2 foi determinado pela diferença entre a massa inicial (1 grama) e a massa final. A determinação das concentrações dos elementos maiores e menores foram realizadas no Laboratório de Geoquímica Ambiental (LQqA) do Departamento de Geologia (DEGEO) da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP). Descrição petrográfica macroscópica e microscópica Em campo efetuou-se o reconhecimento de fácies sedimentares e descrição macroscópica das rochas. Colheram-se amostras para confecção de 13 lâminas delgadas no Laboratório de Laminação do DEGEO.

3 Com o objetivo de distinguir calcita e dolomita nas lâminas estudadas, foi utilizada a técnica de colorimetria com solução de alizarina e ferrocianeto de potássio. Após análises preliminares, as lâminas delgadas foram fotomicrografadas. Resultados e Discussão Os resultados dos elementos maiores (em % de peso) e a perda por calcinação estão apresentados na Tabela 1. As rochas carbonáticas da pedreira do Cumbi, apresentam alto teor de CaO e MgO (20 a 32 % e 14 a 21 % respectivamente); exceto a amostra A10-C, que apresenta teores de CaO e MgO iguais a 15,85 e 9,72 % respectivamente. As concentrações de Al 2 O 3 (1,87 a 8,07 %), K 2 O (0,46 a 3,09 %), Fe 2 O 3 (1,22 a 5,82 %) e Na 2 O (0,04 a 0,10 %) são muito menores que CaO e MgO, exceto para as amostras A5, A8 e A10-C que apresentam altas concentrações de Al 2 O 3. Tabela 1 Concentração dos elementos maiores (% de peso) e respectivos limites de quantificação (LQ) e a perda por calcinação (PPC) para os dolomitos da pedreira do Cumbi. Amostras CaO MgO SIO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 K 2 O MnO P 2 O 5 Na 2 O PPC A1 27,19 19,05 8,00 2,50 1,48 0,93 0,14 0,04 0,04 42,95 A2-A 27,02 19,81 7,50 1,87 1,33 0,63 0,20 0,04 0,05 43,93 A2-B 26,19 18,70 10,90 3,66 1,22 1,42 0,12 0,04 0,06 40,03 A3 32,04 18,45 8,05 1,94 5,82 0,71 0,13 0,10 0,04 41,6 A4 26,15 18,00 11,10 2,60 1,76 1,02 0,13 0,01 0,04 42,87 A5 24,15 18,59 12,03 8,07 2,45 3,09 0,11 0,19 0,10 32,34 A6 29,12 18,92 11,00 3,73 1,25 1,32 0,14 0,09 0,06 41,21 A7 26,64 21,02 8,90 1,31 1,36 0,46 0,14 0,02 0,05 42,79 A8 20,69 14,03 14,05 15,84 4,50 5,41 0,09 0,03 0,14 26,87 A9 24,02 18,48 12,00 3,67 1,51 1,38 0,13 0,09 0,06 41,08 A10-A 26,79 19,00 6,90 3,38 1,39 1,28 0,13 0,12 0,06 42,79 A10-B 25,12 19,29 11,12 2,30 1,82 1,05 0,15 0,03 0,06 41,51 A10-C 15,85 9,72 17,50 18,68 6,11 6,81 0,08 0,21 0,14 26,41 Média 25,46 17,93 10,70 5,35 2,46 1,96 0,13 0,08 0,07 38,95 LQ 0,0012 0,0010-0,0096 0,0021 0,003 0,0032 0,0032 0,0009 A descrição petrográfica microscópica revelou que lâminas delgadas das amostras A5, A8 e A10-C são as que possuem maiores quantidades estimadas visualmente de grãos de quartzo e de filossilicatos, sendo que tais rochas foram descritas macroscopicamente como metamargas. Já a lâmina A7 foi a que revelou menor quantidade somada destes grãos. A lâmina A3 foi a que revelou maior quantidade de calcita por estimativa visual, além da presença de dolomita ferrosa. A análise feita em campo da fácies sedimentar de onde se extraiu a amostra A3 identificou a presença de estromatólitos dômicos. As maiores quantidades de quartzo e filossilicatos nas lâminas A5, A8 e A10-C são acompanhadas pelas maiores percentagens em SIO 2 e Al 2 O 3 respectivamente nas amostras correlacionadas. Da mesma forma a amostra A7 contém baixos valores destes óxidos e uma homogeneidade mineral observada em lâmina homônima, enquanto a amostra A3 possui a maior quantidade de CaO dentre as amostras analisadas e relativa grande quantidade de Fe 2 O 3. As maiores concentrações desses óxidos foram corroboradas pelos minerais identificados nas laminas delgadas destas amostras.

4 Figura 1 Lâminas das amostras A5 (a), A8 (b), A10-C (c) e A7 (d) mostrando grãos de quartzo (Qtz), filossilicatos (Fil) e dolomita (Dol). Em (e) vê-se grãos de dolomita ferrosa em cor azul e calcita (Cal) em vermelho na lâmina da amostra A3 após tingimento com solução de alizarina e ferrocianeto de potássio. Conclusões A seção estratigráfica levantada na pedreira do Cumbi permitiu a individualização de litofácies sedimentares baseadas nas características macroscópicas observadas em campo em associação com análise dos dados geoquímicos e descrição microscópica de lâminas delgadas. Com isso fez-se interpretações acerca de movimentos regressivos ou transgressivos do nível do mar no momento da deposição de sedimentos que viriam a formar as rochas da Formação Fecho do Funil expostas naquele lugar. Nota-se que as amostras A5, A8 e A10-C podem evidenciar momentos de regressão

5 do nível do mar devido a serem amostras representativas de fácies sedimentares compostas por metamargas, ter presença de minerais terrígenos em maiores quantidades (quartzo e filossilicatos), além do fato da presença marcante dos teores elevados de SIO 2 e Al 2 O 3 dados pela análise geoquímica. Já as amostras A3 e A7 podem ser registros de momentos de transgressão do nível do mar e predomínio de precipitação química em ambiente subaquático marinho, hipótese levantada pela presença de estromatólitos na fácies sedimentar de onde se extraiu a amostra A3, relativa homogeneidade mineral vista em lâminas e baixos teores de SIO 2 e Al 2 O 3. Agradecimentos Agradecemos à Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação da UFOP pelo Programa Institucional Voluntário de Iniciação Científica (PIVIC-UFOP) da qual o primeiro autor deste trabalho faz parte, bem como pela linha de pesquisa da qual o segundo autor participa. Referências Bibliográficas Dorr II, John V. N Physiographic, stratigraphic and structural development of the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais. United States Geological Survey Professional Paper 641-A: A1-A110. Nagarajan, Ramasamy, Sial, Alcides N., Armstrong-Altrin, John S., Madhavaraju, Jayagopal, and Nagendra, Raghavendra Carbon and oxygen geochemistry of Neoproterozoic limestones of the Shahabad Formation, Bhima basin, Karnataka, southern India. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas 25: