Caracterização petrológica de rochas vulcânicas da Bacia de Castro e suas correlações com as alterações hidrotermais e mineralizações associadas

Abstract

Resumo: A Bacia de Castro é uma bacia de idade ediacarana localizada no leste do estado do Paraná, preenchida por depósitos vulcanossedimentares pertencentes ao Grupo Castro. A leste, é delimitada por granitoides e complexos metamórficos pré-cambrianos e a oeste é recoberta por rochas sedimentares fanerozoicas pertencentes à Bacia do Paraná. O Grupo Castro possui associações de rochas ígneas vulcânicas efusivas ácidas e intermediárias e rochas vulcanoclásticas intercaladas a sequências sedimentares. A região hospeda mineralizações de ouro epitermal, citadas na literatura, e ocorrências de hematita, com características hidrotermais, além de outros metais base, como Zn e Pb. Este estudo teve como objetivo caracterizar a petrografia e geoquímica das rochas vulcânicas das formações Tronco e Tirania, analisando sua relação com os processos de alteração hidrotermal e a gênese das mineralizações metálicas associadas. Os métodos empregados incluem trabalhos de campo, análise petrográfica, análise geoquímica por espectrometria de fluorescência de raios X (FRX), análise mineral por difratometria de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de raios X por energia dispersiva (MEV-EDS). Adicionalmente, foram realizadas análises de microssonda eletrônica para química mineral e isótopos estáveis de C e O para investigar a evolução hidrotermal dos fluidos mineralizantes. As rochas intermediárias e ácidas das Formações Tronco e Tirania, respectivamente, apresentam assinaturas geoquímicas distintas, com andesitos de tendência toleítica e riolitos de tendência cálcio-alcalina. A variação geoquímica sugere eventos magmáticos independentes, sem magma parental comum, além de processos de diferenciação magmática e remobilização hidrotermal. Na Formação Tirania, a mineralização aurífera está associada a álcali-feldspato riolitos (Afr) em zonas de alteração argílica, predominantemente na forma de veios compostos por quartzo, ilita e caulinita. Esses veios estão acompanhados por brechas polifásicas, que apresentam uma matriz de granulação fina, com cimentação por sílica preenchendo os espaços vazios e as fraturas. Lithophysae são associadas aos Afr, preenchidas por quartzo, calcedônia e argilominerais. Nos ignimbritos reomórficos da mesma formação, foram identificados dois tipos de brechas hidrotermais, com estrutura maciça e clasto-suportada. O primeiro tipo apresenta uma matriz composta por epidoto, carbonato, fluorita e quartzo, com a presença de hematita, pirita, calcopirita e albita. Essa paragênese também preenche amígdalas dos reoignimbritos. O segundo tipo, por sua vez, apresenta uma matriz composta por carbonato, hematita (especularita), quartzo e albita, com zeólita ocasionalmente. Localmente, são observados andradita e sulfetos, como galena, calcocita, pirita, esfalerita e digenita. O estudo aponta que a mineralização da Bacia de Castro se deve a múltiplos pulsos hidrotermais, com dois tipos principais de sistemas mineralizadores. O primeiro é um sistema epitermal de baixa sulfetação, com ouro concentrado zonas de alteração argílica em veios de quartzo na Formação Tirania. A área associada aos reoignimbritos da Formação Tirania pode indicar a presença de um sistema epitermal de sulfetação intermediária, possivelmente relacionado a um sistema pórfiro com mineralização de metais-base. As assinaturas da pirita indicam características típicas de sistemas pórfiro com contribuição hidrotermal. Os dados obtidos reforçam o modelo de um sistema epitermal controlado por estruturas regionais, com influência magmática e forte interação com processos hidrotermais. Os resultados contribuem para a compreensão da evolução metalogenética da região e podem fornecer diretrizes para futuras explorações minerais

Abstract: The Castro Basin is an Ediacaran-age basin located in the eastern part of the state of Paraná, filled with volcanosedimentary deposits belonging to the Castro Group. To the east, it is bordered by granitoids and pre-Cambrian metamorphic complexes, while to the west, it is covered by Phanerozoic sedimentary rocks from the Paraná Basin. The Castro Group features associations of acid and intermediate effusive volcanic igneous rocks and volcanoclastic rocks intercalated with sedimentary sequences. The region hosts epithermal gold mineralizations, and occurrences of hematite with hydrothermal characteristics, as well as other base metals such as Zn and Pb. The aim of this study was to characterize the petrography and geochemistry of the volcanic rocks of the Tronco and Tirania formations, analyzing their relationship with hydrothermal alteration processes and the genesis of associated metallic mineralizations. The methods used included field work, petrographic analysis, geochemistry with X-ray fluorescence spectrometry (XRF) analysis, mineral analysis using X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS). Additionally, electron microprobe analyses for mineral chemistry and stable C and O isotopes were conducted to investigate the hydrothermal evolution of mineralizing fluids. The intermediate and acid rocks from the Tronco and Tirania formations, respectively, display distinct geochemical signatures, with tholeiitic trend andesites and calc-alkaline trend rhyolites. Geochemical variation suggests independent magmatic events, without a common parental magma, along with magmatic differentiation processes and hydrothermal remobilization. In the Tirania Formation, gold mineralization is associated with alkali-feldspar rhyolites (Afr) in argillic alteration zones, predominantly in the form of veins composed of quartz, illite, and kaolinite. These veins are accompanied by polyphasic breccias, which have a fine-grained matrix, with silica cement filling cavities and fractures. Lithophysae are associated with the Afr, filled with quartz, chalcedony, and clay minerals. In the reoignimbrites of the same formation, two types of hydrothermal breccias were identified, with massive and clast-supported structures. The first type has a matrix composed of epidote, carbonate, fluorite, and quartz, with the hematite, pyrite, chalcopyrite, and albite. This paragenesis also fills the amygdales of the reoignimbrites. The second type, on the other hand, has a matrix composed of carbonate, hematite (specularite), quartz, and albite, with zeolite. Locally, andradite and sulfides, such as galena, chalcocite, pyrite, sphalerite, and digenite, occur. The study suggests that the mineralization in the Castro Basin results from multiple hydrothermal pulses, with two main types of mineralizing systems. The first is a low-sulfidation epithermal system, with gold concentrated in quartz veins in argillic alteration zones in the Tirania Formation. The area associated with the reoignimbrites of the Tirania Formation may indicate the presence of an intermediate-sulfidation epithermal system, possibly related to a porphyry system with base metal mineralization. The pyrite signatures in the area indicate typical characteristics of porphyry systems. The data reinforces the model of an epithermal system controlled by regional structures, with magmatic influence and strong interaction with hydrothermal processes. The results contribute to the understanding of the metallogenetic evolution of the region and might provide guidelines for future mineral exploration