Pipe Ultramáfico de Valmaggia

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL- UFRGS
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS – 2021
PETROLOGIA E METALOGÊNESE DE ROCHAS MÁFICAS - ULTRAMÁFICAS 
PROF. JULIANA MARQUES
Débora Betina Ramos Melo
Introdução
• Pipe de Valmaggia pertence ao um grupo de
intrusões ultramáficas hidratadas - ricas em Fe-
Ni-Cu-PGE e evidencia uma relação entre o
metassomatismo e a mineralização de Fe-Ni-Cu-
PGE.
• Local: Zona Ivrea-Verbano (Itália) 
→ Tópicos e Objetivos: 
• As geometrias dos contatos entre o tubo e as 
rochas circundantes .
• Interpreta as relações entre a dinâmica do 
magma intruso e a gênese da mineralização.
• Aborda o papel dos voláteis.
• As condições P-T para a colocação do tubo.
• Os mecanismos de deposição de minério dentro 
de uma estrutura de reação de rocha fundida 
impulsionada por fluido em condições crustais 
profundas.
Contexto Geológico 
Zona Ivrea-Verbano (IVZ) :
• Complexo Máfico
- Camadas inferiores ou Unidades cíclicas : Sequência de rochas mafica-ultramáficas em camadas 
contendo intercalações de septos metassedimentares. 
- Gabro Principal 
- Diorito
• Formação Kinzigita (meta-vulcano-sedimentar) 
- Consiste em uma associação heterogênea de rochas metassomatisadas, paragnaisses, anfibolitos 
e calcossilicatos apresentando impressões metamórficas que variam entre fácies anfibolito no 
setor leste e fácies granulito no setor oeste do IVZ. 
• Manto Peridotitos (por exemplo, Balmuccia, Finero, Baldissero)
→ Pipes Ultramáficos: Piroxenitos ricos em Plágioclásio ou Olivina Gabros
• Granulação: Grossa, Equigranular a Heterogranular.
• Mineralogia: olivina, piroxênio, anfibólio marrom rico em Ti, nódulos de sulfetos (0,5–2 cm) e 
uma quantidade altamente variável de plagioclásio intersticial, com flogopita e espinélio verde 
como minerais acessórios.
• Texturas: Grandes cristais de anfibólio poiquilítico marrom geralmente exibem texturas 
oikocrystic, principalmente em torno de olivina. 
“ Associações mineralógicas são acompanhadas por óxidos de Fe-Ti ubíquos e acessórios (rutilo, 
ilmenita, magnetita), apatita, zircão, badeleita rara, carbonatos, grafita e barita. O zircão e a titanita 
são geralmente associados à flogopita e, mais raramente, ao anfibólio” Garuti et al. (2001)
Contexto Geológico 
Relações de Contato:
• As margens do Pipe: Bolsos ou Veios pegmatoídes de uma litofáceis rica em plagioclásio localmente 
enriquecido em anfibólio : hornbledito de plagioclásio/ plagioclasito.
• Contato com a Rocha Hospedeira: 
→ Contato nítido intrusivo 
→ Auréola Metassómatica : Definida por biotita, titanita, apatita, zircão e sulfetos.
→ Alteração próxima ao contato: intercrescimento grosseiro de anfibólio verde, sericita, 
tremolita, clorita e carbonatos. 
→ Diferença entra a mineralização do Pipe e do Complexo:
“ Os teluretos de Pt e Pd são os hospedeiros da mineralização de PGE nos pipes. A associação de 
teluretos contendo PGE, Ni, Ag, Bi e Pb, com ligas de bismutinita e Ag-Au distingue os depósitos de 
sulfeto nesses pipes dos sulfetos do Complexo Máfico, que contém apenas teluretos de Ni, Pd e Pt.”
(Ferrario e Garuti, 1982; Garuti et al., 2001; Fiorentini et al., 2002)
“Os sulfetos incluem pirrotita, pentlandita e calcopirita, com pirita menor ocorrência, cubanita e 
mackinawita, e molibdenita acessória, esfalerita, cobaltita, gersdorfita e grafita.”
(Garuti et al., 2001; Fiorentini et al., 2002; Locmelis et al., 2016)
Mineralizações
• O mapeamento e a amostragem foram
focados nos três túneis mais
facilmente acessíveis, Nível II, Nível III
e Nível IV
• Os túneis seguem principalmente as
zonas de Ni mais ricas do tubo, que
normalmente ocorrem próximo ao
contato com o domínio hospedeiro
Gabro Principal.
→ Extensão de profundidade permanece 
do pipe ainda é desconhecida. 
O Pipe Valmaggia - estrutura geológica e modelo 3D
→ Rocha mosqueada com coágulos de silicato verde-marrom (com biotita, zoisita, granada, anfibólio fibroso, apatita, 
zircões arredondados e magnetita) em uma matriz rica em plagioclásio semelhante ao plagioclasito. 
(a) Bolsão pegmatoidal no contato entre o domínio do gabro e o tubo; (b) contato zona com fácies tubo-gabro
(d) contato magmático com textura "estrelada" característica da mineralização de sulfeto.
• Mineralogia do Pipe:
Olivina, anfibólio marrom e verde, com orto- e clinopiroxênio subordinado, bem como espinélio Al-
Fe-Cr, sulfeto, flogopita e plagioclásio labradorítico, com ilmenita acessória, carbonato (dolomita, 
calcita), apatita e raros zircão e monazita.
→ Indicam os minerais máficos refletem uma história de cristalização de múltiplos estágios 
envolvendo plagioclásio como uma fase "exótica". 
Classificado como: peridotito / piroxenito hidratada rica em voláteis
Petrografia - Pipe Valmaggia
oicocristais de anfibólio pargasita com sulfetos e flogopita associados, com olivina arredondada e clinopiroxênio remanescente
c) O anfibólio pargasita marrom a verde exibe intercrescimentos simpléticos com espinélio vermicular e substituição de 
clinopiroxênio por anfibólio marrom.
d) textura da reação com olivina amebóide parcialmente substituída por anfibólio e corona de ortopiroxênio, incorporada 
a oicocristal pargasítico
(e) olivina euédrica e clinopiroxênio com borda anfibólio delgada ao redorclinopiroxênio
(f) exoluções lamelares abundantes de ilmenita. 
4. Petrografia – Domínio Hospedeiro
→ Fácies rica em plagioclásio semelhante ao "plagioclasita" de Garuti et al. (2001)
→ Zonas pegmatóides com plagioclásio e hornblenda e textura mosqueada parecida com a do Gabro 
Principal. 
→Os agregados máficos consistem em anfibólio pargasítico marrom a verde, ortopiroxênio, flogopita 
laranja claro, espinélio verde escuro a transparente e, ocasionalmente, sulfeto, clinopiroxênio e 
olivina → Enclaves arrastados do Pipe
→Matriz: labradorita subédrica de granulação média a grossa intercalada com apatita e biotita 
abundantes e com raro anfibólio verde acicular. 
(a) (b) mostrando agregados máficos com textura concêntrica na matriz de plagioclásio branco
c) gabro verdadeiro, os agregados de piroxênio, olivina, anfibólio e plagioclase estão em equilíbrio químico entre si e 
nenhuma corona de reação é visível.
d) fácies metassedimento na entrada do Nível II.
Petrografia – Nova litofáceisPetrografia – Gabro Principal
Petrografia – Mineralização dos sulfetos 
• Localizada: Margem do Pipe e subordinamente no plagioclasito
• Mineralização: Fe-Ni- Cu e PGE
• Forma de ocorrência: bolhas, gotículas milimétricas, manchas, nódulos, amigdalas e 
impregnações em rede.
As gotículas disseminadas → mono- bifásicas, e são menos freqüentemente trifásicos 
(pirrotita + pentlandita ± calcopirita)
Os veios de sulfeto →mono- a trifásicos 
calcopirita dominante e magnetita mais pirita com Ni-Co-carregando como fases acessórias.
• Sulfetos primários → sulfeto de Fe (pirrotita e troilita), pentlandita e calcopirita, com fase 
semelhante a isocubanita abundante e cubanita acessória, teluretos de Ni-Pt-Pd e Ag-Bi-Pb e raro 
gersdorffita sulfarseneto de Ni-Co.
• Sulfetos secundários → relacionados à alteração localizada em estágio final relacionado à fratura 
são representados por pirita portadora de Ni-Co, mackinawita e, mais raramente, samaniita e 
godlevskita.
nódulo modelo" da amostra L2 / 7. 
c) Textura Mimerquítica em Sulfetos e Silicatos
d) As redes de sulfeto consistem predominantemente em pirrotita e pentlandita intercruzados com os
silicatos de tubo e coincidindo de perto com a distribuição de fases ricas em voláteis
Petrografia – Carbonatos 
• Pequenos cristais subidiomórficos a anédricos e são integrados a uma variedade de minerais 
magmáticos, incluindo olivina, ortopiroxênio, anfibólio, flogopita, espinélio, zircão e sulfetos. 
→ Os carbonatos ocorrem em dois modos distintos:
• (a) Agregados lenticulares ​​entre silicatos e sulfetos e também revestindo as bordas dos nódulos 
de sulfetos.
• (b) como inclusões nos nódulos e bolhas do sulfeto mais grosso→ Os carbonatos associados a sulfeto variam sua composição de acordo com a localização e natureza dos 
minerais de silicato próximos 
→ Os meniscos carbonáticos em contato com anfibólio consistem em calcita contendo Fe, enquanto 
aqueles em contato com olivina consistem em dolomita rica em Fe. 
(a) intercrescimento de pirrotita-pentlandita com calcita colunar
(b) calcita mais anfibólio envolvido em nódulo de sulfeto;
O anfibólio e a olivina são as fases mais abundantes na rocha tubular. O anfibólio exibe uma composição 
pargasítica.
Química Mineral - Anfibólios 
• concentrações de titânio e Mg # (Fetot) auxiliam na discriminação de diferentes tipos de anfibólios. 
0,01 a 3,67% 
1,85%
• Olivina Pipe: tem uma assinatura 
Fo72-78 
• Olivinas tendem a ser mais ricas em Fe 
perto do contato e perto do anfibólio 
envolvente.
• Olivina Gabro Principal: rica em Fe (Fo 
inferior a 50) e muito rica em Mn. 
Química Mineral - Olivinas
• Ortopiroxênios do Pipe possuem valores mais altos de Mg
• O ortopiroxênio apresenta uma composição deslocada em 
direção ao membro final de Mg, com uma concentração 
variável do componente enstatita entre 0,86 e 0,75 (ferro-
enstatita)
• Gabro Principal, o ortopiroxênio é caracterizado por uma 
composição mais marcadamente ferrosa.
Química Mineral - Ortopiroxênio
• Clinopiroxênio exibe um intervalo de
valores de #Mg entre 0,79 e 0,84, com
conteúdo de Al2O3 entre 3,93 e 5,19%
em peso
• Clinopiroxênio do Pipe é uma solução
sólida de diopsídio-augita onde o
componente (ferro-) diopsídio é
dominante .
Química Mineral - Clinopiroxênio
Química Mineral - Micas
• 3 tipos de Micas – Flogopita Laranja, Biotita avermelhada e Mica Marrom (sedimentar)
• Flogopita Pipe – Mais Mg e Menos Ti do que a biotita do plagioclasito.
Química Mineral - Plagioclásio
O plagioclásio medidos variam de labradorita (An60-70) a bytownita (An70-82) 
Química Mineral - Carbonatos
Os carbonatos primários são representados por três tipos composicionais, em ordem decrescente de 
abundância: dolomita, calcita e siderita
Carbonatos do Pipe → Dolomita
Carbonatos Próximos ao sulfetos → Composição varia por meio dos silicatos próximos. 
Anfibólio → Calcita 
→ Silicato = Menos Ferro
→ Sulfeto = Mais Ferro
Olivina → Dolomita
Química Mineral - Carbonatos
Química Mineral – Pirrotita
Química Mineral – Minerais de Minério
a) Pirrotita rica em S – Monocíclica ou Hexagonal
b) Pirrotita rica em S - Incorpora preferencialmente o NI
c) Apresenta valor variável de Co e inferior a 0,2% em peso. 
Química Mineral – Pentlandita
→ Espectro composicional correspondente ao 
campo composicional no sistema químico Fe-Ni-
S (Naldrett, 2004) e consistente com a 
pentlandita magmática primária (Kitakaze et al., 
2011a, b). 
→ Pode ser rica em Ni ou relativamente pobre.
→Valores mais altos de Fe / Ni tendem a se 
correlacionar com conteúdo mais alto S.
Química Mineral – Teluretos 
Ocorrem no pipe e nas zonas ricas em sulfeto em plagioclasito
Dois grupos de composição podem ser distinguidos com base nos conteúdos de Pd e Bi
→Merenskita pobre em Pd, Ni- e Bi-
→Merenskita rica em Ni, Bi-portadora, Pd-pobre 
Modelagem Termodinâmica – Interação Peridotito e Plagioclasito
“O modelo de reação entre a olivina (Fo75) do tubo e o plagioclásio (An70) do magma 
metassomatizante, na presença de um fluido rico em água, pode ser usado para inferir as condições PT 
durante as quais ocorreram as assembléias minerais metassomáticas no pipe e a mineralização de 
sulfeto relacionada.”
Diagramas de PT calculados através do sistema simplificado NKCFMASH (Na2O, K2O, CaO, FeO, MgO, Al2O3, 
SiO2, H2O) 
→ A reação equilibrada, que é responsável pela formação de coronas de ortopiroxênio em torno de olivina 
e simplectitos Amph + Spl na interface Ol-Pl, é:
→ 65 mol% de olivina e 35 mol% 
de plagioclásio 
→ Temperatura = 680 e 870 C 
→ Pressão = 0,4 e 0,8 GPa
Pseudossecção são relatadas a linha solidus para peridotito hídrico (Wallace e Green, 1991; Conceição e Green, 2004) e 
para anortita + vapor (Boettcher, 1970).
A pseudossecção T-X mostra o caminho da reação entre a assembléia de pipe peridotíticos, X (C1) = 0, e o magma de 
plagioclásio hidratado, X (C1) = 1
→ Assumindo P = 0,6 GPa e saturação 
de H2O
→ Assembléias opx + sp + amph
→ 850 C e em X entre 0,2 e 0,4
Discussões e Conclusões 
• Garuti et al. (2001) interpreta o plagioclasito como uma auréola metassomática → como um magma 
plástico interagindo com a massa de cristal ultramáfico do pipe e se infiltrando ao longo dos contatos 
macios.
• Existem evidências robustas de que tal assembléia anidra primária foi sobreimpressa e substituída
principalmente por cristalização em massa de fases hídricas como anfibólio pargasítico e flogopita em
relação a um processo de interação entre magmas com diferentes graus de plasticidade, em
desequilíbrio químico e na presença de voláteis em condições de alta temperatura.
• Com base nas características texturais e mineral-químicas, bem como nas relações espaciais aqui
discutidas, prevemos que o agente metassomático indicado na reação generalizada proposta por
Locmelis et al. (2016) pode ser o plagioclasito.
• Olivina e clinopiroxênio são parcialmente ou principalmente "consumidos" na reação metassomática
causando uma liberação de Mg, Fe e Ca no sistema que se combinam com Al do magma hidratado 
rico em álcali e produzem ortopiroxênio aluminoso, anfibólio marrom e flogopita acompanhados por 
redistribuição de elementos traços (como Cr e Ti) e adicionando de elementos incompatíveis no 
sistema. 
• A modelagem da reação metassomática via Perple_X fornece um conjunto de condições P-T entre
680 e 870 C e pressão entre 4 e 8 kbar. Esses resultados são consistentes com a reação
metassomática de um protólito peridotítico em condições crustais inferiores
• Assembleia do Pipe reagiu com o magma plagioclasítico ao longo do contato entre o pipe e o
gabro principal. Isso está de acordo com o modelo mais recente de Locmelis et al. (2016) que
propõem que os tubos eram originalmente condutos para magmas máficos que se encheram de
cumulatos em condições de sistema aberto
• As texturas variáveis ​​da mineralização de sulfeto em Valmaggia são consistentes com uma origem
magmática, onde os voláteis associados ao magma desempenharam um papel importante,
predominantemente na colocação e nas reações de rocha fundida associadas
• As características geológicas, mineralógicas e petrológicas aqui descritas e as semelhanças
reconhecidas por autores anteriores entre Valmaggia e os outros tubos Ivrea-Verbano, permitem
considerar estes tubos ultramáficos como pertencentes a uma rede de fraturas crustais profundas
que permitem a injeção múltipla de magma datada de cerca de 250 Ma atrás por Locmelis et al.
(2016) e derivado da fusão descompressiva do manto litosférico metassomatizado durante o
colapso orogênico do cinturão Variscan após 300 Ma.