Strontium isotopic geochemistry of Pan-African/Brasiliano rocks, Chapada copper deposit, Goiás, Brazil

Abstract

Das Trägergestein der Chapada Kupferlagerstätte in Goiás ist in metamorpher Hoch-Amphibolitfazies ausgebildet. Gesamtgesteins- und individuelle Mineral Rb-Sr-Isochronen mit einem 87 Sr/ 86 Sr-Initialwert (I) von 0,70414±0.00005 ergeben für die Kristallisation der Vulkanite und Magmatite, die die Metamorphose vordatieren, ein Alter von 561±9 Mio Jahre. Die Datierung der Metamorphose während der panafrikanisch/brasilianischen Orogenese (700 bis 450 Mio Jahre) ergibt 532±1 Mio Jahre. Das Mineral-Isochronenalter eines Dioritkörpers porphyrischen Gefüges, der in die Schiefer intrudierte, beträgt 534±16 Mio Jahre (I=0,70415 ±0,00004). Das Ergebnis niedriger Initial-Werte dieser Isochronen ergibt für die Schiefer bei Chapada ein Ausgangs-Material im Bereich des oberen Mantels oder der tieferen Kruste; diese Ausgangswerte sind charakteristisch für magmatische Tätigkeit in Verbindung mit Inselbögen. Das unterkambrische Alter des Trägergesteins bei Chapada steht im Widerspruch zu dem bisher angenommenen mittelproterozoischen Alter und ist ein Hinweis auf eine mögliche Phase intensiverer pan-afrikanisch/brasilianischer magmatischer Aktivität in Zentral-Brasilien als ursprünglich angenommen wurde. Whole rock and mineral Rb-Sr isochrons from the upper amphibolite grade metamorphic host rocks of the Chapada copper deposit in Goiás, Brazil, yield an age of 561±9 Ma, with a 87 Sr/ 86 Sr initial (I) of 0.70414±0.00005, for the crystallization of pre-metamorphic volcanic and igneous rocks and 532 ±1 Ma for their metamorphism during the Pan-African/Brasiliano orogeny (700-450 Ma). A porphyritic diorite stock which intruded the host schists yields a mineral isochron age of 534±16 Ma (I=0.70415±0.00004). The low I values determined from these isochrons suggest that the host schists at Chapada were derived from upper mantle or lower crust material and are characteristic of magmatic products associated with island arcs. The Early Cambrian age of the host rocks at Chapada contradicts the previously assigned mid-Proterozoic age and suggests that Pan-African/Brasiliano magmatic activity may have been more extensive in central Brazil than previously thought. Les roches qui contiennent le gisement de cuivre de Chapada (Goias, Brésil) sont des schistes cristallins appartenent au facies dupérieur des amphibolites. Dans des volcanites et des roches orthomagmatiques appartenant à cet ensemble, des isochrones Rb-Sr sur roches totales et sur minéraux donnent un âge de 561±9 Ma avec un rapport initial de 0,70414±0,00005 pour la cristallisation pré-métamorphique et un âge de 532±1 Ma pour le métamorphisme, lié à l'orogenèse pan-africaine / brésilienne. Un pluton de diorite porphyrique, qui intrude les schistes cristallins donne, par isochrone sur minéraux, un âge de 534±16 Ma (rapport initial de 0,70415±0,00004). Les valeurs basses des rapports initiaux de ces diverses roches suggèrent que les schistes de Chapada sont dérivés de matériaux mantelliques ou crustaux profonds et présentent les caractères des produits magmatiques associés aux arcs insulaires. Leur âge éo-cambrien, en contradiction avec l'âge mésoprotérozoïque admis jusqu'ici, permet de penser que l'activité magmatique pan-africaine/brésilienne dans le centre du Brésil a été plus intense que ce qu'on croyait jusqu'ici. Вмещающие породы зал ежи меди Chapada в Goiбs представляют собой а мфиболитовую фацию в ысшей степени метаморфизм а. Цельная порода и отд ельные минералы дают для кри сталлизации вулкани тов и магматитов до метаморфизма нача льное значение соотн ошения стронция в 0,70414±0,00005, что раз решает принять их возраст в 561± 9 Мио лет, а возраст мет аморфизма в 532±1 Мио, т. е. отнести его к периоду панафриканского -бра зильского орогенеза / 700 до 450 Мио /. При определении в озраста минералов из диоритных тел порфиритовых тек стур, интрудированны х в сланец, получили дат ы в 534±16 Мио лет / 1 = 0,70415 = 0,00004 /. Такое низкое значе ние исходных величин соотношения изотопов разрешает п редполагать, что материал для Chapada при несен был из мантии, или глубинных регион ов коры. Эти исходные з начения характерны для магма тической деятельнос ти типа островных дуг. Во зраст вмещающих поро д считают средне-протерозойск им; это стоит в противо речии с новейшими данными, п о которым он может быт ь только нижнекембрий ским. Это также указыв ает на то, что фаза пан-африка нско-бразильской маг матической активности в централ ьной Бразилии протек ала, возможно, гораздо инт енсивнее, чем принима ли это до сих пор.