Caracterização dos fluorcarbonatos de terras raras do complexo alcalino carbonatítico de Mato Preto, Cerro Azul – PR

Abstract

Resumo: O Complexo Alcalino-Carbonatitico de Mato Preto (CACMP) esta localizado no municipio de Cerro Azul, Parana, na regiao do Vale do Ribeira, proxima a divisa entre os estados de Sao Paulo e Parana. Esta area e caracterizada por intensa atividade magmatica alcalina. O complexo, com cerca de 24 km2, e formado por quatro estruturas circulares ou irregulares, com aproximadamente 1 km de diametro, circundadas por rochas fenitizadas, e esta alojado ao longo da Zona de Cisalhamento Morro Agudo. A caracterizacao petrografica e quimica realizada por microscopia eletronica de varredura (MEV-EDS) identifica fluorcarbonatos como os principais minerais portadores de ETR (ETR) nas amostras. Foram obtidas concentracoes de cerio (Ce), lantanio (La) e neodimio (Nd), com predominancia de Ce e La em relacao ao Nd. O Ce o e o elemento mais abundante com concentracoes entre 10,2% e 28%, seguido por La (6,7% a 27,3%) e pelo Nd (1,4% a 7%). Essas variacoes evidenciam uma predominancia de ETR leves (Ce e La) nos minerais analisados. Analises estatisticas indicam correlacoes significativas, como a forte associacao positiva entre Ce e La (r=0,7846) e correlacoes negativas entre esses elementos e o calcio (Ca), indicando possivelmente uma substituicao mineral continua entre ETR e Ca, compativel com processos de cristalizacao tardia. O estudo aqui apresentado e inedito no contexto do CACMP, no que diz respeito a caracterizacao dos fluorcarbonatos de terras raras. Estudos similares foram realizados anteriormente e focaram em outras ocorrencias, como o carbonatito da Barra do Itapirapua, na margem oposta do rio Itapirapua. Os fluorcarbonatos de terras raras tem habito fibrorradiado ou em forma de gplumash alongadas, com dimensoes entre 30 e 50 ƒÊm, frequentemente impregnados por oxidos de ferro, o que dificulta sua identificacao optica. Os minerais ocorrem preenchendo cavidades, em veios ou dispersos na matriz da rocha. Quimicamente, os dados sugerem que esses minerais pertencem ao grupo da bastnesita (Ce). Comparacoes com o carbonatito da Barra do Itapirapua evidenciam semelhancas descritivas e de composicao quimica. Os resultados obtidos reforcam a relevancia do CACMP no cenario de mineralizacoes em ETR. A identificacao dos fluorcarbonatos e a caracterizacao de suas propriedades reforcam a necessidade de estudos complementares para detalhar o potencial economico e cientifico do CACMP

Abstract: The Mato Preto Alkaline-Carbonatite Complex (CACMP) is located in the municipality of Cerro Azul, Parana, in the Ribeira Valley region, near the border between the states of Sao Paulo and Parana. This area is characterized by intense alkaline magmatic activity. The complex, covering approximately 24 km2, comprises four circular or irregular structures, about 1 km in diameter, surrounded by fenitized rocks, and is emplaced along the Morro Agudo Fault Zone. Petrographic and chemical characterization performed through scanning electron microscopy (SEM-EDS) identifies fluorcarbonates as the main rare earth element (REE)-bearing minerals in the samples. Concentrations of cerium (Ce), lanthanum (La), and neodymium (Nd) were determined, with Ce and La prevailing over Nd. Ce is the most abundant element, with concentrations ranging from 10.2% to 28%, followed by La (6.7% to 27.3%) and Nd (1.4% to 7%). These variations indicate a predominance of light REEs (Ce and La) in the analyzed minerals. Statistical analyses show significant correlations, including a strong positive association between Ce and La (r=0.7846) and negative correlations between these elements and calcium (Ca), possibly indicating continuous mineral substitution between REEs and Ca, consistent with late crystallization processes. This study represents a novel contribution to the CACMP context regarding the characterization of rare earth fluorcarbonates. Similar studies have previously focused on other occurrences, such as the Barra do Itapirapua carbonatite on the opposite bank of the Itapirapua River. The rare earth fluorcarbonates exhibit fibrous-radiated or gplume-likeh elongated habits, measuring 30 to 50 ƒÊm, often impregnated with iron oxides, which complicates optical identification. These minerals occur filling cavities, in veins, or dispersed within the rock matrix. Chemically, the data suggest that these minerals belong to the bastnasite (Ce) group. Comparisons with the Barra do Itapirapua carbonatite reveal descriptive and chemical compositional similarities. The results obtained reinforce the relevance of the CACMP in the context of REE mineralization. The identification of fluorcarbonates and the characterization of their properties highlight the need for further studies to detail the economic and scientific potential of the CACMP