Trace element composition of micas from rare-metal granites of different geochemical affiliations

Abstract

Cerca de 2.600 análises pontuais de mica (microssonda eletrônica combinada e ablação a laser por ICP-MS) de 120 amostras de oito plutões de granito de metal raro (RMG) de diferentes afiliações geoquímicas foram realizadas para caracterizar os teores de elementos maiores (Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, F), menores (Li, Rb, Zn) e traços (Sc, Nb, Sn, Cs, Ta, W). Isso permitiu restringir as mudanças na química da mica durante o fracionamento do magma e caracterizar a relação entre os espectros de elementos traços na mica e as especializações geoquímicas dos granitos originais. As amostras estudadas abrangeram granitos metaluminosos a peralcalinos do tipo A do plutão Madeira (Brasil), granitos metaluminosos a peraluminosos do tipo A (Kimi, Finlândia; Orlovka, Rússia; Cínovec, República Checa) e granitos fortemente peraluminosos do tipo S (Panasqueira e Argemela, Portugal; Beauvoir, França; Nejdek, República Checa). Micas de granitóides não mineralizados do tipo S e I da República Checa foram analisadas para comparação. Para os metais raros monitorados, os teores máximos são 1200 ppm Sn (Madeira), 350 ppm W (Beauvoir, Nejdek), 2300 ppm Nb (Madeira) e 200 ppm Ta (Orlovka, Cínovec e Nejdek); Sc atinge no máximo 300 ppm em Orlovka. As micas de RMG peraluminosos são geralmente bastante enriquecidas em W e Cs, enquanto as micas de granitos subaluminosos do tipo A são relativamente enriquecidas em Nb e Sc. As micas das rochas peralcalinas estudadas são ricas em Nb e pobres em Cs, Sc e W. Com o aumento do fracionamento do magma parental, os conteúdos de F, Li e Rb na mica aumentam, enquanto os conteúdos de elementos de alta intensidade de campo (HFSE) geralmente diminuem. Isso pode ser atribuído à cristalização da mica Li tardia após os acessórios HFSE, em vez do efeito da estrutura cristalina da mica. As micas afetadas por eventos hidrotermais de alta temperatura geralmente são completamente reequilibradas. Em contraste, a muscovitização de baixa temperatura relacionada à lavagem de Li e um aumento de Sn afetou apenas as bordas dos flocos de mica, deixando os núcleos de cristal em sua composição original. Em uma sucessão de granitos biotita iniciais para granitos Li-mica tardios, a participação de mica nos teores de Sn, Nb e Ta nas rochas diminui (50–80 → 5–10%, 10–80 → 1–10% e 100 → <5%, respectivamente), e rutilo, cassiterita e columbita/pirocloro se tornam os principais hospedeiros de metais raros.