Analyse structurale, petrologique et métallogénique de la minéralisation aurifére du Granite Passa Três (Sud du Brésil)

par Bárbara Dressel

Projet de thèse en Géosciences

Sous la direction de Alain Chauvet et de Barbara Trzaskos.

Thèses en préparation à Montpellier en cotutelle avec l'Universidade Federal do Paraná , dans le cadre de GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec GM - Géosciences Montpellier (laboratoire) et de Géologie des Réservoirs et Ressources (equipe de recherche) depuis le 13-03-2015 .


  • Résumé

    Le Granite Passa Três est situé au sud du Brésil (à l'est de l'État du Paraná). Il est orienté N-S et se met en place dans les métapéles du Groupe Açungui. Ce granite est subordonné à la Province Mantiqueira, où le Groupe Açungui est associé à un contexte de ceinture mobile du Néoprotérozoïque et est composé par des roches métapélitiques, métapsamitiques et metacarbonatiques. Ces roches sont formées à partir du métamorphisme de sédiments marins déformées par la fermeture de l´océan Adamastor et par la collision conséquente des cratons Luis Alves et Paraná. Elles ont été ensuite affectées par la mise en place du système décrochant Lancinha, composé par les failles Morro Agudo et Lancinha, formant un couloir de déformation. Le Granite Passa Três est localisé entre ces deux failles et corespondtrait à i un contexte géotectonique similaire aux Granites Varginha, Morro Grande, Piedade et Cerne. À la ville de Campo Largo, le minerai du gisement de "São João do Povinho" a été exploré depuis les années 1980 par la compagnie minière Tabiporã, qui a présenté les différentes caractéristiques de minerai exposées dans la mine souterraine, ce qui a facilité le travail de terrain. Le Granite Passa Três contient une minéralisation aurifère formée par des veines de quartz avec différentes quantités de fluorite, de sulfures et de carbonates. Les veines minéralisées prennent divers aspects, et peuvent ainsi présenter des textures internes massives, baguées, cisaillées et bréchifiées. Dans le Granite Passa Três, les veines aurifères présentent un arrangement complexe, où les veines principales montrent une orientation préférentielle E-W, minéralisées ou pas. Les veines présentent aussi diverses branches avec différentes directions secondaires, apparemment chaotique, ce qui montre que le contexte structural de mise en place reste encore actuellement très peu contraint. Des études précédentes ont indiqués que les veines aurifères du Granite Passa Três peuvent être liées à une zone de cisaillement dextre (Piekarz, 1992), suggérant ainsi que les veines de quartz ont été remobilisées à partir du granite à un état avancé de déformation (Soares, Góis, 1987; Piekarz, 1992; Shrike, 2000). Toutefois, en dépit de ces études, la géométrie du (ou des) corps minéralisé(s) et leur cadre structural, ainsi que les processus métallogénétiques responsables de la formation du gisement n´ont pas été entièrement compris. Ainsi, il y a encore diverses questions sans réponse. Les objectifs généraux de ce projet de recherche sont définir la géométrie des veines et l´évolution structurale du dépôt, identifier les processus de minéralisation et comprendre la relation entre les phases de minéralisation, la déformation et les processus métallogéniques responsables de la formation du dépôt de "Povinho de São João". Pour atteindre les objectives expliqués ci-dessus, après les études structurales de terrain et l'échantillonnage systématique fait à différents niveaux de la mine, seront effectué les analyses géochimique (éléments majeurs, éléments traces, terres rares et métaux précieux), isotopique (34S dans les sulfures, 13C et 18O dans les carbonates), géochronologique (U- Pb zircon et 40Ar /39Ar dans les micas hydrothermaux) et inclusions fluides. La description détaillée de la pétrographie comprendra l'analyse en lumière réfléchie et transmise (UFPR) et impliquera la caractérisation des roches granitiques et des textures et paragenèse des veines de quartz. D'un point de vue tectonique, les différentes phases de déformation seront reconnues, caractérisée et mises en relation avec la pétrographie, dans le but spécifique de comprendre chronologiquement la relation entre les phases de déformation et les phases de minéralisation. La pétrographie servira de base pour la suite des analyses La caractérisation géochimique des échantillons de granite et veines minéralisées et non minéralisées consistera essentiellement en l'analyse quantitative des éléments majeurs par spectrométrie de masse (ICP-MS), l´analyse des éléments traces par ICPMS et aussi par spectrométrie d'émission à plasma (ICP- ES), qui seront accomplies au Laboratoire ACME (Brésil). Ces données intégrées avec les analyses de la chimie minérale par microsonde électronique (UM) permettront la caractérisation pétrologique du granite, ainsi que l'étude et la classification du gisement. Par l'analyse et l'interprétation intégrée avec les données structurales et pétrographiques, l'analyse isotopique des carbonates et Δ13C e Δ18O (UFPR) présents dans les veines aidera à la caractérisation isotopique des phases de veines. Ces résultats seront couplés aux données de l'analyse des isotopes Δ34S des sulfures et des zones d'altération (Laboratoire Actlab, Brésil), dans une meilleure caractérisation de la minéralisation. Grâce aux données de datations absolues, l'âge de cristallisation du granite sera établi (analyses U-Pb sur zircon (UM)), tandis que les datations 40Ar/39Ar sur micas hydrothermaux (UM), y compris muscovite, séricite et illite des roches altérées et dans les veines de quartz, aideront à déterminer l'âge de la minéralisation. Enfin, l'étude des inclusions fluides à la fois par spectroscopie Raman (UFPR) et microthermométrie (UFPR et UM) est destinée à caractériser la nature et les conditions de mise en place des différentes phases fluides à l'origine de veines et/ou de la minéralisation. Par l´application des méthodes proposées ci-dessus sur les échantillons du gisement d'or du Granite Passa Três, il est espéré mieux comprendre le modèle de formation en répondant aux questions suivantes : a) Pourquoi les veines ont un arrangement constitué par une veine principale et veines secondaires avec composition complexe? b) Quelles ont été les phases de minéralisation et de déformation responsables de la formation du gisement? c) Quels sont les processus responsables de la minéralisation? d) Quelle est la nature du dépôt : filonien ou du type hydrothermal épithermal? Le gisement d´or du Granite Passa Três est un des rares gisements d'or du sud Brésil. Etant donné que ses processus de formation, sa géométrie, ses relations minéralisation / déformation ne sont pas encore tout à fait bien compris, leur étude et leur caractérisation peuvent contribuer à l'avancement sur la compréhension des gisements d'or dans des massifs granitiques. Cette étude fondamentale peut donc également contribuer à l'avancement de la connaissance sur l'exploration et la caractérisation de gisements de même nature.

  • Titre traduit

    Structural, petrologic and metallogenetic analyses of Passa Três Granite gold mineralization (South of Brazil)


  • Résumé

    The Passa Três Granite is located South of Brazil (East of Paraná State), and is elongated following a N-S direction, emplaced within metapelites of the Açungui Group. This group, subordinated to the Mantiqueira Province, is composed by metapelitic, metapsamitic and metacarbonatic rocks deformed and metamorphosed during the Adamastor Ocean closure and collision of Luís Alves and Paraná cratons. These rocks were affected by the Lancinha Transcurrent System, forming a deformation corridor between the principal structures, Lancinha and Morro Agudo transcurrent faults. The Passa Três Granite is located, and probably intruded during the same tectonic event than the Varginha, Morro Grande, Piedade e Cerne granites. At Campo Largo city, the Povinho de São João gold, entirely contained within the Passa Três granite, has been explored since 1980 decade by Tabiporã Mining Company, Gold mineralization of Passa Três Granite is constituted by quartz veins with variable quantities of fluorite, sulfides and carbonates, forming mineralized veins with different aspects, including massive, banded, sheered and brecciated. Inserted in Passa Três Granite, these gold-bearing veins present a complex structural arrangement, where the main veins have a preferential E-W direction, and present satellites veins, apparently with hasardous distribution. Previous studies indicate that Passa Três Granite´s gold mineralized veins are related to a dextral transcurrent shear zone (Piekarz, 1992), and suggest that quartz veins could be remobilized from the granite itself related to a late deformation phase (Soares; Góis, 1987; Piekarz, 1992; Picanço, 2000). However, despite of these studies, the deposit geometry, structural arrangement and metallogenic processes responsible for the gold mineralization is not yet fully understood, and several questions remain. The general goals of this research program are the definition of veins geometry, structural evolution of the deposit, and identification of the mineralization processes in order to understand the relations between the mineralization phases, deformation events and metallogenic processes, responsible for the Povinho do São João gold deposit formation. To achieve the program above exposed, this project comprises field structural work during which a systematic sampling has been made at different levels of the mine. The followings methods of analysis will be then undertaken: geochemistry analysis (major elements, traces, rare earth elements and precious metals), isotopic analysis (34S on sulfides, 13C and 18O on carbonate crystals), geochronological studies (U-Pb zircon and 40Ar/39Ar on hydrothermal micas) and fluid inclusions analysis. Petrography analysis will comprise detailed description, including analysis by reflected light and transmitted light (UFPR) and will embrace granitic rocks and quartz veins characterization combined with the determination of vein and mineralization formation and deformation phases, as well the comprehension of the chronological relation between these phases. These points will serve as basis for the others analysis. Geochemistry analysis will concern granite and mineralized/non-mineralized veins samples, including quantitative major elements analysis using inductively coupled plasma-emission spectrometry (ICP-MS) and quantitative trace element and rare earth elements analysis (ICP-MS and inductively coupled plasma emission spectrometry, ICP-ES methods), carried out at ACME laboratories (Brazil). This data combined with mineral chemistry analysis acquired by Electron Microprobe analysis (UM) will support the petrogenetic studies. Through integrated analysis and interpretation combined to structural and petrographic data, Δ13C e Δ18O isotopic analysis on carbonate crystals (UFPR) will assist the determination of the different veins phases, whose data will also be combined to the data provided by Δ34S isotopic analysis on the sulfides and alteration zones (Actlab Laboratorie, Brazil) for mineralization phases determination. Regarding to geochronological analysis, granite crystallization age determination will be attempt by U-Pb zircon analysis (UM), and 40Ar/39Ar dating (UM) of hydrothermal micas, including muscovite, illite and sericite will help to date the mineralization process. Finally, fluid inclusions microthermometry (UFPR and UM) and RAMAN spectroscopy will provide data about fluid compositions and volatile that generates the ore and ganga deposits, as well as pressure and temperature conditions upon which the crystallization occurred, Through application of the above described methods at the Povinho do São João gold deposit, we hope to achieve the comprehension about the main problems related to this ore deposit, including the responses for the following questions: - Why the mineralized veins present a structural arrangement composed by a main vein and secondary vein ramifications with complex distribution? - What are the vein, mineralizations and deformation phases responsible for ore deposit formation? - What is the mineralization process? - How this deposit can be classified, lode or hydrothermal epithermal type? Considering Povinho do São João gold deposit as one of the few gold deposits located at South of Brazil, this research can contribute to the advancement in knowledge of granite-hosted gold deposits. By the understandig of the mineralization and deformation processes, this project can also contribute for the advancement of the exploration program applied to similar ore deposit.