Mineralogia, Geologia e Gênese dos Depósitos de Ametista da Região do Alto Uruguai, Rio

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

MINERALOGIA, GEOLOGIA E GÊNESE DOS DEPÓSITOS DE
AMETISTA DA REGIÃO DO ALTO URUGUAI, RIO GRANDE DO SUL

PEDRO LUIZ JUCHEM

Orientador: Prof. Dr. Darcy Pedro Svisero

TESE DE DOUTORAMENTO

Área de concentração: Mineralogia e Petrologia

São Paulo
1999

Aos meus filhos
Luiz Artur e André Luiz

Razão de tudo!
Não longe do arroio chamado "El Sauce", vi, na borda de um barranco, no
meio da planície, grande número de cristalizações brancas e violetas em prismas
implantados e engrenados uns nos outros de maneira a formar um bloco assaz
volumoso e compacto em aparência mas que, ao serem separados por golpe violento,
deixavam ver lindos cristais de clivagem pouco dura.
Os blocos estavam fundidos na terra silicosa como se fossem peras e só
deixavam ver uma superfície denegrida e áspera. Ao longo dos barrancos, recolhi,
numa camada muito delgada de turfa seca, numerosos pequenos geodos quartzosos e
calcedônios, em parte alveolados e pseudomórficos.
Dir-se-ia uvas e madeiras petrificadas no lugar.
Havia uma grande quantidade; o barranco estava atalhado de seixos
quartzosos. É de notar que o Uruguai não pode chegar mais ao nível desta planície.

Do livro VIAGEM AO RIO GRANDE DO SUL (1833 - 1834), de Arsène Isabele.
Tradução e notas de Dante de Laytano. Martins Livreiro - Editor. 1983. pg 13.
ÍNDICE GERAL

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 01
1.1 HISTÓRICO 04
1.2 OCORRÊNCIAS DE AMETISTA NO MUNDO 06
1.3 OCORRÊNCIAS DE AMETISTA NO BRASIL 09
1.3.1 DEPÓSITOS DE AMETISTA DO PARÁ 09
1.3.2 DEPÓSITOS DE AMETISTA DA BAHIA 15
1.3.3 DEPÓSITOS DE AMETISTA DE MINAS GERAIS 16
1.3.4 DEPÓSITOS DE AMETISTA DO PARANÁ 18
1.3.5 OUTROS DEPÓSITOS DE AMETISTA 19
1.4 DEPÓSITOS DE AMETISTA NO RIO G. DO SUL 20
1.5 LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA DA ÁREA ESTUDADA 24
1.6 OBJETIVOS DA TESE 26

CAPÍTULO 2 - MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO 27
2.1 PROCESSOS DE CAMPO 27
2.2 PROCESSOS DE LABORATÓRIO 29
2.2.1 MÉTODOS ÓPTICOS 30
- Refratômetro gemológico 30
- Dicroscópio 31
- Polariscópio 32
- Lupa binocular 32
- Microscópio gemológico 33
- Microscópio petrográfico 33
- Microscópio metalográfico 34
- Radiação ultra-violeta 34
2.2.2 DIFRATOMETRIA DE RAIOS X - DFRX 34
2.2.3 MEDIDAS DE DENSIDADE 36
2.2.4 GONIOMETRIA 37
2.2.5 MICROTERMOMETRIA DE INCLUSÕES FLUIDAS 38
2.2.6 ANÁLISES QUÍMICAS 40
- Microssonda eletrônica 40
- Flouorescência de Raios X 41
- Espectrometria por emissão de plasma - ICP 42
- Análise instrumental por ativação de neutrons - INAA 42
- Microscopia eletrônica de varredura - MEV 43
- Análises isotópicas 44
2.2.7 ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO 45
2.2.8 ANÁLISE TÉRMICA DIFERENCIAL E GRAVIMÉTRICA 46

CAPÍTULO 3 - GEOLOGIA REGIONAL 48
3.1 A BACIA DO PARANÁ 48
3.1.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS 48
3.1.2 ASPECTOS TECTÔNICOS 51
3.1.3 EVOLUÇÃO TECTÔNICA-ESTRATIGRÁFICA 53
3.2 O MAGMATISMO DA BACIA DO PARANÁ 58
3.2.1 PETROLOGIA, GEOQUÍMICA E ESTRATIGRAFIA 60
3.2.2 GEOCRONOLOGIA 64
3.2.3 ORIGEM DO MAGMA 65

CAPÍTULO 4 - OS DEPÓSITOS DE AMETISTA 67
4.1 ASPECTOS GEOGRÁFICOS 67
4.2 GEOLOGIA DA REGIÃO ESTUDADA 69
4.3 GEOLOGIA DOS GARIMPOS DE AMETISTA 72
4.4 MÉTODOS DE EXPLOTAÇÃO DA AMETISTA 82

CAPÍTULO 5 - MINERALOGIA DOS GEODOS
MINERAIS DE SÍLICA 88
5.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS MINERAIS DE SÍLICA 91
5.2 ESTRUTURA CRISTALINA DO QUARTZO 96
5.3 VARIEDADES DE MINERAIS DE SÍLICA 98
5.4 A ÁGATA 100
5.5 A AMETISTA 104
5.5.1 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E CRISTALOGRÁFICAS 104
5.5.2 PROPRIEDADES ÓPTICAS 107
CAPÍTULO 6 – MINERALOGIA DOS GEODOS
MINERAIS TARDIOS 118
6.1 CALCITA 118
6.2 GIPSITA 125
6.3 BARITA 133

CAPÍTULO 7 - INCLUSÕES NA AMETISTA 140
7.1 INCLUSÕES CRISTALINAS 140
7.2 INCLUSÕES FLUIDAS 145
7.2.1 ANÁLISES MICROTERMOMÉTRICAS 150

CAPÍTULO 8 - COMPOSIÇÃO QUÍMICA E ISOTÓPICA 160
8.1 MINERAIS DO GRUPO DA SÍLICA 168
8.2 MINERAIS TARDIOS 175
8.3 ANÁLISES ISOTÓPICAS 178

CAPÍTULO 9 - ASPECTOS ECONÔMICOS 184
9.1 ASPECTOS DA PRODUÇÃO NO ALTO URUGUAI 185
9.2 INDUSTRIALIZAÇÃO E BENEFICIAMENTO 190
9.2.1 CLASSIFICAÇÃO COMERCIAL DA AMETISTA 192

CAPÍTULO 10 - CONSIDERAÇÕES GENÉTICAS 201
10.1 HISTÓRICO 201
10.2 ORIGEM DOS GEODOS 203
10.3 ORIGEM DOS FLUIDOS E DA SÍLICA 203
10.4 TEMPERATURA DE CRISTALIZAÇÃO 205
10.5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 210

AGRADECIMENTOS 211
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 212
Í N D I C E D E I L U S T R A Ç Õ E S

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Mapa Gemológico do Rio Grande do Sul 03
Figura 2 - Mapa de localização dos depósitos de ametista no Brasil 11
Figura 3 - Mapa de localização da área estudada 25
Figura 4 - Mapa de localização da Bacia do Paraná 49
Figura 5 - Lineamentos tectônicos da Bacia do Paraná 52
Figura 6 - Esboço geológico da Bacia do Paraná 62
Figura 7 - Perfil litológico entre Iraí e Frederico Westphalen 70
Figura 8 - Mapa de localização dos garimpos estudados 73
Figura 9 - Perfil litológico tipo do derrame portador de ametista 78
Figura 10 - Diagrama de equilíbrio dos minerais do grupo da sílica 94
Figura 11 - Dados morfológicos e estruturais do quartzo 97
Figura 12 - Cristal modelo de ametista e o respectivo estereograma 105
Figura 13 - Figura de interferência “olho de boi” do quartzo 108
Figura 14 - Espectro de absorção óptica da ametista no visível 113
Figura 15 - Difratogramas de raios X da ágata, quartzo incolor e ametista 116
Figura 16 - Hábitos da calcita e o respectivo estereograma 120
Figura 17 - Difratogramas de raios X da calcita 124
Figura 18 - Cristal modelo da gipsita e o respectivo estereograma 127
Figura 19 - Difratograma de raios X da gipsita 130
Figura 20 - Mapa de ocorrências de gipsita no Rio G. do Sul 132
Figura 21 - Cristal modelo da barita e o respectivo estereograma 135
Figura 22 - Difratograma de raios X da barita 138
Figura 23 - Principais reflexões de Bragg da barita 139
Figura 24 - Dados das inclusões de goethita obtidos no MEV 144
Figura 25 - Mapa esquemático das inclusões fluidas na ametista 147
Figura 26 - Histograma das Tfg das inclusões fluidas da ametista 153
Figura 27 - Histograma das Te das inclusões fluidas da ametista 155
Figura 28 - Teores de Fe e Al x Na+K+Li dos minerais de sílica 170
Figura 29 - Espectros no infravermelho da ágata, quartzo incolor e ametista 174
Figura 30 - Espectros no infravermelho da calcita, gipsita e barita 176
Figura 31 - Variação do 18O na ágata, quartzo incolor e ametista 180

ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1 - Contexto geológico das principais jazidas de ametista do Brasil 10
Tabela 2 - Mapas e fotografias aéreas utilizadas na investigação de campo 28
Tabela 3 - Localização geográfica dos garimpos estudados 74
Tabela 4 - Sequências de cristalização nos geodos 92
Tabela 5 - Sequências de cristalização nos geodos nos diferentes garimpos 93
Tabela 6 - Variedades microcristalinas do quartzo 99
Tabela 7 - Densidade e índices de refração de ágatas diversas 102
Tabela 8 - Densidade e indices de refração da ágata, quartzo e ametista 103
Tabela 9 - Formas cristalográficas encontradas na ametista 104
Tabela 10 - Densidade e índices de refração de quartzos diversos 107
Tabela 11 - Densidade e índices de refração de quartzo róseo 115
Tabela 12 - Principais reflexões de Bragg da ágata, quartzo incolor e ametista 117
Tabela 13 - Formas cristalográficas encontradas na calcita 119
Tabela 14 - Densidade e índices de refração da calcita 123
Tabela 15 - Densidade e índices de refração de calcitas diversas 123
Tabela 16 - Formas cristalográficas encontradas na gipsita 126
Tabela 17 - Densidade e índices de refração da gipsita 129
Tabela 18 - Densidade e índices de refração de gipsitas diversas 129
Tabela 19 - Formas cristalográficas encontradas na barita 134
Tabela 20 - Densidade e índices de refração da barita 137
Tabela 21 - Densidade e índices de refração de baritas diversas 137
Tabela 22 - Sistemas salinos mais relevantes em inclusões fluidas 154
Tabela 23 - Grupos de inclusões fluidas da ametista em função da Te 155
Tabela 24 - Composição química dos minerais de sílica obtida por FRX 162
Tabela 25 - Composição química dos minerais de sílica obtida por FRX 163
Tabela 26 - Composição química dos minerais de sílica obtida por ICP e INAA 164
Tabela 27 - Composição química dos minerais de sílica por absorção atômica 166