Depósitos-IOCG

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GSA 0417 – Gênese de Depósitos Minerais 
 
IOCG: o que são? 
Iron oxide-copper-gold deposits 
(IOCG) 
 
 Depósitos IOCG constituem uma classe 
variada de depósitos minerais que são 
fundamentalmente controlados pela 
química dos fluidos hidrotermais 
 
IOCG: o que são? 
 
• São depósitos minerais caracterizados 
por grandes quantidades de óxidos de 
ferro precipitados hidrotermalmente 
(magnetita e/ou hematita) com sulfetos 
de cobre e ouro associados 
 
IOCG: o que são? 
Iron Oxide-Copper-Gold Deposits 
 Óxidos de ferro ( ) hidrotermais, associados 
com sulfetos; 
 Origem hidrotermal ( ) e 
forte ; 
 Baixo conteúdo em enxofre; baixo conteúdo de Ti nos óxidos; e 
enriquecidos em 
 Extensivo (Na e/ou K); 
 Associação distal com atividade ígnea (espacial / temporal) ou 
não; 
 Possível associação com evaporitos e salmouras bacinas; 
Cox D.P. & Singer D.A. 1992. Mineral Deposit Models. USGS Bull. 
1693, 379 pp. Acessível na versão PDF no endereço 
http://pubs.usgs.gov/bul/b1693/ 
1992 
19 anos depois: 
 
Olympic Dam 
(Classe: depósito de óxido 
de ferro-cobre-ouro; 
Hitzman et al., 1992) 
 
Franklin Furnace 
(Classe: Depósitos de 
zinco não sulfetados 
hipógenos; Hitzman et al. 
2003) 
 
• 1975 – Descoberta de Olympic Dam 
• 1980-1991 – descoberta de Starra, Osborno, 
Ernest Henry (Distrito de Cloncurry) 
• 1992 – Hitzman et al., descreve pela primeira 
vez a classe de depósitos de óxido de ferro (Cu-
U-Au-ETR) 
• Na nova classe são incluídos apenas depósitos 
proterozóicos: Olympic Dam, Kiruna, 
Wernecke, Bayan Obo, Great Bear 
Sistema hidrotermal IOCG 
(IOCG Ore System) 
• Fonte – Rochas hospedeiras dominantemente oxidadas 
 
• Transporte – Fluidos hidrotermais salinos, oxidados. 
 
• Energia – Dominantemente proveniente de corpos ígneos, 
pode ser metamórfica e até associada à evolução bacinal. 
 
• Armadilha – Predominantemente química. Mistura de 
fluidos pode causar precipitação de U, sulfetos de cobre, e 
ouro 
Hitzman (2005) 
Características dos IOCG 
• Idade – Arqueana a Pliocênica 
• Ambiente tectônico em geral anorogênico 
• Rochas hospedeiras variáveis 
• Associação distal com atividade ígnea – os depósitos podem ser 
associados espacialmente e temporalmente a eventos magmáticos 
(vários não apresentam relação com intrusões) 
• Não há relação entre composição magmática específica e IOCGs 
(magmatismo básico é importante) 
• Aparente associação com evaporitos e salmouras bacinais 
• Forte controle estrutural 
• Morfologia dos depósitos altamente variável 
Corriveau (2009) 
Principais depósitos IOCG 
Hitzman et al. (1992), Hitzman (2000), 
Williams et al. (2005), Corriveau (2009) 
Principais depósitos IOCG 
Groves et al. (2010) 
IOCG “sensu strictu” 
Depósitos mesozóicos dos 
Andes 
(Candelária, Mantoverde, Raul-
Condestable) 
 
Depósitos mesoproterozóicos 
australianos 
(Gawler Craton – Olympic Dam) 
(Cloncurry – Ernest Henry, Mt. 
Elliot) 
 
 
Depósitos arqueanos 
(Carajás – Salobo, Iagrapé 
Bahia/Alemão, Sossego, Cristalino) 
Cu-Au 
(Andes, Candelária, Mantoverde, Raul-
Condestable, Gawler Craton – Olympic Dam) 
(Cloncurry – Ernest Henry, Mt. Elliot, 
(Carajás – Salobo, Iagrapé Bahia/Alemão, 
Sossego, Cristalino) 
 
Fe-P (magnetita-apatita) 
(Suécia - Kiruna, Kiruravaara, Chile – El 
Laco) 
 
Associados a intrusões 
alcalinas/carbonatíticas 
(Phalaborwa, Bayan Obo) 
 
Escarnitos de ferro 
 
 
Depósitos de 
magnetita-
apatita tipo 
Kiruna 
Depósitos 
associados à 
magma 
carbonatítico 
Corriveau (2005) 
 
Skirrow (2011) 
Classificação de depósitos IOCG 
Chen (2013) 
Chen (2013) 
Corriveau (2009) 
Corriveau (2009) 
Groves et al. (2010) 
 
Á 
Ambiente geotectônico 
Groves & Bierlein (2007) - GEODYNAMIC SETTINGS OF MINERAL DEPOSITS 
Journal of the Geological Society, London, Vol. 164, 2007, pp. 19–30. Áreas cratônicas 
Ambiente tectônico dos IOCG 
Sillitoe et al. (2003) 
 
Groves et al., 2010 
Ambiente geotectônico 
Groves et al. (2010) 
 
M 
Ambiente geotectônico 
Skirrow (2011) 
Modelo 
alternativo: 
 
Delaminação 
do manto 
litosférico em 
bacia de 
retro-arco 
 
Ambiente geotectônico 
Skirrow (2011) 
Ambiente intracratônico não explica evidências de deformação prévia ou 
concomitante os episódios de mineralização IOCG; 
 
Margem continental (bacia de retro-arco) não seria compatível com granitos tipo A; 
 
Delaminação do manto litosférico sub-continental poderia explicar 
magmatismo associado com a formação dos IOCGs? 
 
Groves et al. (2010) 
Skirrow (2011) 
• Associação temporal com expressivo magmatismo 
félsico (granitos tipo I ou A) e máfico; 
 
• Associação com limites de domínios crustais (margens 
cratônicas) 
 
• Alteração sódico-cálcica regional em níveis crustais 
intermediários e ferro-potássica em níveis crustais rasos 
 
• Formação de depósitos IOCG durante extensão que 
segue orogêneses 
Skirrow (2011) 
• Depósitos mais são controlados 
por e são ricos em 
, biotita, anfibólio, Kfs e cpy. 
 
• Depósitos são controlados por 
 e são ricos em , muscovita, 
clorita, calcita. O minério é constituído por 
cpy-bo, calcocita. 
Características dos IOCG: 
Alteração hidrotermal 
. 
 
 
Características dos IOCG: 
Alteração hidrotermal 
Zonas profundas ou distais 
•Alteração controlada pela composição das rochas encaixantes; 
 
• ocorrem em rochas mais ; 
 
• em rochas mais ; 
 
• Magnetita sempre presente em porcentagens variáveis 
 
•Zonas de alteração sódica comumente perfazem >>100 
km2 em planta 
 
Corriveau (2011) Corriveau (2011) 
Reconhecimento de alteração hidrotermal que oblitera 
texturas da rocha precursora 
Substituição de andesitos porfiríticos por minerais hidrotermais (Na-
Ca-Fe) 
Curnamona, Austrália 
Alteração 
Na 
G
Ab
Mt
Act + Chl
CARAJÁS 
Alteração 
Na 
Alteração 
Na 
Alteração 
Na 
 é um mineral 
comum em rochas 
metamórficas e 
metassomatizadas 
 
• Composição : 
(Na3Al3Si9O24·NaCl) – 
 
– Meionita 
(Ca3Al6Si6O24·CaCO3) - 
Terrenos granulíticos e 
em xenólitos máficos 
Alteração 
Na 
Mgt 
Scp Scp 
Bt+chl 
Scp 
Alteração 
Na 
Scp 
Bt 
Alteração 
Na 
Características dos IOCG: 
Alteração sódico-cálcica 
Williams (2006) 
Actinolita-albita 
Alteração 
Na-Ca 
Corriveau (2011) 
Alteração 
Na-Ca Albita-actinolita-escapolita 
Corriveau (2011) 
Alteração 
Na-Ca 
Alteração sódico-cálcica (Tropezon, Chile) 
Alteração 
Na-Ca 
. 
 
 
Variação vertical dos 
padrões de alteração em 
sistemas IOCG 
5 km 
1 km Alteração hidrolítica 
Alteração potássica 
Alteração sódica 
Depósito IOCG 
Depósito de 
magnetita-apatita 
Hitzman (2005) 
Exemplo: Distrito Zanjan, Irã 
Rocha hospedeira: monzonitos 
 
Estágios de alteração/mineralização: 
 
1)Magnetita e apatita disseminadas; 
2)Magnetita maciça e bandada em veios e alteração 
cálcica (piroxênio, actinolita); 
3)Sulfetos e alteração potássica (Kfs); 
4)Veios de quartzo e carbonato e zonas de alteração 
com sericita, epidoto, carbonato, turmalina 
 
Temperatura: IF na apatita: 300 oC 
Fluidos magmáticos 
Corriveau (2005) 
Corriveau (2011) Corriveau (2011) 
Carme 
. 
 
 
Alteração hidrotermal 
Alteração potássica 
Caracterizada pela 
formação de ortoclásio 
e biotita geralmente 
com >10% de magnetitaEm níveis crustais mais 
rasos associa-se com 
hematita 
 
Ocorre como 
substituição completa 
da rocha e não em 
veios 
 
 
Zonas de alteração potássica são restritas (< 10 km2 em planta 
Zonas intermediárias 
. 
 
 
Variação vertical dos 
padrões de alteração em 
sistemas IOCG 
5 km 
1 km Alteração hidrolítica 
Alteração potássica 
Alteração sódica 
Depósito IOCG 
Depósito de 
magnetita-apatita 
Hitzman (2005) 
Mark et al. (2006) 
Ernest Henry - 
Cloncurry, Austrália 
Sossego - 
Carajás, Brasil 
Skirrow (2006) 
2cm 
Chl + 
Bt 
Bt 
2cm 
Kfs 
Bt 
2cm 
kfs 
Bacuri - 
Carajás, Brasil 
Mark et al. (2006) Monteiro et al. (2008) 
Alteração 
K 
Canadá 
Alteração 
K 
Corriveau (2011) Corriveau (2011) 
Calibrar tonalidades de rosa/vermelho relativos à alteração com albita e com Kfs 
com auxílio de coloração seletiva e medidas de radiação gama (variações podem ser 
sistemáticas) 
Alteração 
K 
Alteração 
Na 
Alteração 
K 
Alteração 
Na 
Mineralização 
(Cu) 
Minério de Cobre: sistemas profundos e intermediários 
Bornite- 
Chalcocite- 
Chalcopyrite 
Calcopirita 
Mineral de minério: Calcopirita, Bornita e calcocita (Brechas) 
. 
 
 
Caracterizada por 
sericita-hematita-
carbonatos-clorita-
quartzo 
 
Variável, mas 
geralmente pouco 
desenvolvida 
 
Ocorre apenas em 
níveis crustais mais 
rasos 
 
Típica de 
Olympic Dam 
 
Zonas rasas 
Prominent Hill, Austrália 
Belperio et al. (2007) 
Argilito com alteração com hm (c/ Au) Calcocita-hm-sericita (~10 % Cu) 
Hm-Cpy-Fluorita 
Brecha com clastos silicificados 
e matriz com hm-silica 
•. 
 
 
Olympic Dam 
Skirrow (2006) 
• Depósito muito grande de alto teor; 
 
• Associação entre Co, U, ETR, Ba e F 
 
• Alteração hidrolítica com hematita-
sericita-clorita 
 
• Calcocita, bornita, calcopirita (pirita) 
 
• Origem rasa com componente de água 
meteórica 
 
• Ocorre em zona de brechação de 7 x 5 
km 
 
• Brechas formadas a poucas centenas de 
metros da superfície 
 
• Forte controle estrutural 
 
• É hospedado por granito tipo A (1588 
+4 Ma) 
 
•Rocha hospedeira cortada por inúmeros 
diques ultramáficos, máficos e félsicos 
Skirrow (2006) 
. 
 
 
Variação vertical dos 
padrões de alteração em 
sistemas IOCG 
5 km 
1 km 
Alteração hidrolítica 
Alteração potássica 
Alteração sódica 
Depósito IOCG 
Depósito de 
magnetita-apatita 
Hitzman (2005) 
Ag, Co, 
U, S 
Pb, Zn? 
Cu, S, 
Au, U 
Fe 
Fe 
Evolução paragenética 
Fase óxido de ferro 
(pré-mineralização) 
Fase sulfeto 
mineralização 
Fase tardia 
 
 
 
 
Fe 
 
Cu-Au 
Na 
K 
Na-Ca 
K 
Cloritização 
Hidrolítica 
Silicificação 
(Carajás) 
Albita, escapolita, 
magnetita 
Biotita, K-feldspato, 
Magnetita/Albita 
Na-Ca anfibólio, 
Na-Ca piroxênio, 
albita, escapolita 
Sericita, clorita, 
carbonato, quartzo 
Alteração sódica 
regional 
Magnetita 
Hematita 
Veios tardios (calcita-
quartzo-clorita-
sericita) 
Corriveau (2011) 
O uso da alteração hidrotermal como vetor para mineralização IOCG requer 
reconhecimento de tipos de alteração que preservam texturas da rocha precursora 
(protólito) 
Corriveau (2011) Corriveau (2011) 
Reconhecer e distinguir zonas de alteração (“fronts” de substituição), 
veios e brechas 
Sequência de alteração hidrotermal em depósitos conhecidos 
. 
 
 
Variação vertical dos 
padrões de alteração em 
sistemas IOCG 
5 km 
1 km 
Alteração hidrolítica 
Alteração potássica 
Alteração sódica 
Depósito IOCG 
Depósito de 
magnetita-apatita 
Hitzman (2005) 
Ag, Co, 
U, S 
Pb, Zn? 
Cu, S, 
Au, U 
Fe 
Fe 
Fluidos hidrotermais na 
formação de depósitos IOCG 
Rusk et al. (2011) 
Tipos de fluidos comuns em depósitos IOCG 
 Fluidos oxidados; 
 Moderada a alta temperatura (100-600 oC); 
 Salinidade: fluidos hipersalinos (>50% NaCl) e de baixa 
salinidade (< 10 NaCl); 
 Ricos em H20, voláteis (CO2, CH4, H2S, SO2, HCl, 
compostos de N, e outros haletos e B) e sais (NaCl, CaCl2, 
KCl) 
 Baixo conteúdo em enxofre (S); 
Fonte de fluidos 
 Magmático, bacinal/formacional, metamórfico; 
Magmatismo vs. IOCG 
 Fonte principal de fluidos e/ou metais ? 
 Fonte de calor para circulação de fluidos ? 
Barton & Johnson (2004) 
Modelo magmático-hidrotermal 
 Origem dos fluidos magmáticos 
1) Liberado de magmas primitivos cálcio-alcalinos de 
ambiente de arco magmático (Sillitoe 2003); 
2) Associados a granitóides tipo I ou tipo A de ambiente 
intracratônico ou de subducção distal (Meyer 1988a, 
Pollard et al. 1998, Wyborn 1998); 
3) Derivados de magmas carbonatíticos ou altamente 
alcalinos (Hauck 1990, Groves & Vielreicher 2001, 
Wu 2008). 
IOCG: 
Sistema 
magmático-
hidrotermal? 
IOCG: Sistema 
magmático-
hidrotermal? 
Tornos et al. (2010) 
Possível “link” entre 
depósitos IOCG e 
pórfiros? 
Modelo magmático 
 Fluido oxidado, de baixo S, metalífero, de alta salinidade 
 Segundo Pollard (2001, 2006) fluidos ricos em CO2 conseguem se 
separar dos magmas a pressões mais altas (“unmixing”) 
Levando ao fracionamento de H2O, Cl e metais p/ fluidos 
... e alteração Na-Ca 
Fluido magmático 
homogêneo 
(H20 – CO2 – Sais) 
Fluidos 
hipersalinos 
Alteração sódica 
Fluido rico em CO2 
Separação de fluidos de magma 
Ebulição de CO2 – mistura de 
fluidos 
Barton & 
Johnson (2004) 
Desmistura 
 
• Alta conteúdo de SiO2, Na2O+K2O 
• Alta razão Fe/Mg 
• Alto conteúdo de F, Ga, Sn, Y, ETR, Zr, Nb 
 
• Altas temperaturas de cristalização (900 – 1000 oC) 
• Magmas derivados do manto colocados em grandes 
profundidades 
 
• Associação comum com margens de cratóns arqueanos 
 
Corriveau (2005) 
Fluidos nos IOCG são enriquecidos em Ca, Ba e Sr em relaçào aos fluidos magmáticos 
associados aos depósitos do tipo pórfiro 
Composição dos fluidos em depósitos IOCG 
. 
 
 
Baker (2006) 
Diagrama 3D 
mostrando as relações 
entre razões I/Cl, 
Br/Cl e 40Ar/35Ar para 
depósitos de Mount 
Isa e veios regionais 
Contribuição de 
diferentes fluidos 
para a gênese de 
depósitos IOCG 
 Necessita Cl não magmático (evaporítico – 
Barton & Johnson 1996, 2000) 
 Papel da intrusão: convecção termal 
 Salinidade: 
1) Evaporação de água do mar / superficial 
2) Interação com evaporitos 
3) Quebra da escapolita (localmente) 
Barton & Johnson (2004) 
Modelo não magmático – metamórfico 
 Não requer fonte ígnea de calor 
 Intrusão pode contribuir com calor e componentes p/ o 
fluido 
 Salinidade: derivada de metamorfismo de 
soterramento de evaporitos 
Barton & 
Johnson (2004) 
Compilado por Hunt et al. 2007 
Natureza dos fluidos 
 A participação de fluidos magmáticos e não magmáticos 
varia de depósito para depósito; 
 Os modelos híbridos possuem grande potencial para 
depósitos de grande tamanho, devido ao maior volume de 
fluidos (Hunt et al. 2007); 
 Os modelos magmáticos formam depósitos de maior teor 
devido a canalização dos fluidos em estruturas tectônicas 
associadas 
 Depósitos rasos sugerem envolvimento de fluidos 
superficiais, enquanto são menos prováveis nos profundos; 
Skirrow (2011) 
Combinação de 2 ou 3 fluidos distintos… 
. 
 
 
Skirrow (2006) 
Importância das 
inclusões fluidas: 
Mistura de fluidos 
magmáticos e 
não-magmáticos 
Solubilidade da calcopiritaSolubilidade da calcopirita 
Solubilidade da calcopirita 
. 
 
 
Skirrow (2006) 
. 
 
 
Skirrow (2006) 
Belperio et al. (2007) 
Prominent Hill, Austrália 
 
Belperio et al. (2007) 
. 
 
 
Skirrow (2006) 
Skirrow et al (2007) 
Isótopos de Nd indicam fonte de Cu derivada de rochas 
Máficas/ultramáficas 
. 
 
 
Modelo de Formação dos depósitos IOCG 
Barton and Johnson (2000) 
Source of 
wallrock 
buffered 
brines 
Intrusion 
Potassic alteration 
Sodic -calcic 
alteration 
 magmatic 
fluid 
Oxidized 
brine 
-Na, Ca, K, Si, metals 
(including U) 
Oliver et al. (2004) 
Modelo de formação de albititos 
(setas pretas = trajetórias das 
salmouras; setas brancas = 
fluidos com enxofre); 
 
Gênese do minério 
depende de: 
 
•Modificação do fluido via 
albitização 
•Armadilha estrutural; 
•Rochas reativas 
•Fonte de enxofre 
 
Ambiente de formação de depósitos IOCG 
Baker (2006) 
 MODEL – IOCG (Fe-OXIDE Cu-Au) 
Groves et al. (2011) 
 
Metassomatismo do manto 
Groves et al. (2010) 
Os limites entre diferentes blocos de manto litosférico sub-
continental são preservados ao longo do tempo (desde o Arqueano); 
 
Esses limites de blocos crustais nas margens dos cratóns incluem 
manto litosférico sub-continental metassomatisado a partir de 
fluidos liberados em subducção prévia; 
 
Extensão posterior promove fusão do manto litosférico sub-
continental metassomatisado, resultando em magmatismo alcalino e 
lamprófiros 
 
 
 
 
• Geofísica (IP): grandes anomalias positivas ou interface 
entre maiores anlomalias e baixos magnéticos 
 
•Reconstrução tectônica para avaliar possibilidade de 
preservação (análise cinemática de zonas de 
cisalhamento, evolução P-T-t-d de blocos estruturais) 
 
•Relações com grandes zonas de descontinuidade crustal, 
zonas de cisalhamento e associação com magmatismo 
máfico (componentes mantélicos) 
 
Skirrow (2011) 
 
 
Guias para exploração mineral 
• Alteração com hematita-sericita-clorita-calcita é sugestiva de 
depósitos IOCG formados em níveis crustais rasos 
 
•Diques máficos sin-mineralização são importantes. Procurar por 
gradientes (barreiras químicas, mudanças redox, zonas de contato de 
ocorrência hematita-magnetita) 
 
•Outros estilos de mineralização (skarn, pórfiro, epitermal) podem ocorrer 
associados ou mesmo superposição e diferentes estilos podem ser reconhecidas. 
 
• Avaliação da possibilidade de participação de fluidos superficiais, principalmente 
quando há associação de calcopirita com hematita 
 
• Estudos em escala de depósito (comparação de fontes de fluidos e metais) 
usando elementos traços, inclusões fluidas incluindo análises de conteúdo de 
halógenos e gases nobres, isótopos estáveis e radiogênicos) 
Skirrow (2006) 
 
 
Guias para exploração mineral 
 
Padrão regional de 
 
Zona de “hangingwall” em relação a zonas de cisalhamento que 
possam representar 
 
Limites/zonas de sutura entre blocos arqueanos e entre blocos 
arqueanos/proterozóicos; 
 
Sequências de rochas vulcânicas e sedimentares preservadas com 
espessura acima de 5 km. 
 
Sequência supracrustal 
 
 
 
 
Guias para exploração mineral 
 
 
Zonas de mudanças de estado redox (mt – hm) 
 
Brechação polifásica 
 
Transição entre zonas mais quentes (Act-Ab-Mt-Scp) e 
zonas mais frias (Kfs-Bt-Scp) – 
 
Transição entre zonas mais quentes (Kfs-Bt-Scp) e zonas 
mais frias (Chl-Ep-Cc-Qtz) – 
Sistemas com alto teor: cobre nativo-calcocita-bornita-
calcopirita-pirita