The link between hydrothermal epigenetic copper mineralization and the Caçapava Granite of the Brasiliano Cycle in southern Brazil

• Published in: Journal of South American earth sciences Vol. 13; no. 3; pp. 191 - 216
• Main Authors: Remus, M.V.D, Hartmann, L.A, McNaughton, N.J, Groves, D.I, Fletcher, I.R
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier Ltd 01.07.2000
• ISSN: 0895-9811; 1873-0647
• DOI: 10.1016/S0895-9811(00)00017-1

Base-metal deposits in the Caçapava do Sul Copper Province are hosted by both volcanosedimentary rocks of the Bom Jardim Group and by metamorphic rocks of the Passo Feio Formation, and show a spatial relationship to the Caçapava Granite. These associations have led to much controversy about the genesis of the base-metal deposits, which has been at least partly resolved by precise dating using SHRIMP (Sensitive High Resolution Ion Microprobe) U/Pb zircon studies combined with S, Pb, and Sr isotope trace studies. The Passo Feio Formation is Neoproterozoic in age and was derived from a complex continental source, as shown by the presence of xenocryst zircons of Archaean, Paleoproterozoic, and Neoproterozoic ages. It was metamorphosed at ca. 700 Ma. The syntectonic Caçapava Granite that intruded the supracrustal rocks of the Passo Feio Formation at 562 Ma was derived from an old sialic basement. Lead-isotope data are consistent with a 562 Ma age for the base-metal sulphide deposits sited in the Passo Feio Formation. The least-radiogenic compositions lie between the field of the isotopic compositions of the Caçapava Granite and rocks of the Passo Feio Formation, suggesting that Pb in the sulphide deposits may have been derived from both sources. The Pb, like that in the Caçapava Granite and Passo Feio Formation, was derived from a primitive crustal source. Sulphur isotope data from the base-metal sulphide deposits in the Passo Feio Formation are compatible with a mixed sedimentary and magmatic source. The most logical model for ore genesis, based on the isotopic data and spatial relationships, is that magmatic metal-bearing fluids from Caçapava Granite leached metals from the Passo Feio Formation and that the deposited sulphides therefore show mixed isotopic signatures. However, there is also some isotopic evidence from the Caçapava Granite itself that suggests assimilation of S-bearing rocks of the Passo Feio Formation during emplacement. Thus, isotopic signatures could have been inherited from assimilated metal sulphides at this stage, and deposition could have been entirely from Caçapava Granite-derived magmatic fluids. Importantly, the inferred 562±8 Ma age for the deposits in the Passo Feio Formation is younger than the well-constrained age of 594±5 Ma for the Camaquã/Santa Maria deposits. Thus, the epigenetic sulphides in the Passo Feio Formation cannot be the source of these deposits as previously suggested. Other isotopic data also argue against such a model. Os depósitos de metais-base da Provı́ncia Cuprı́fera de Caçapava do Sul são hospedados por rochas vulcanosedimentares do Grupo Bom Jardim e por rochas metamórficas da Formação Passo Feio, estando espacialmente associados ao Granito Caçapava. Estas relações tem levantado muitas controvérsias a respeito da gênese dos depósitos de metais-base, as quais foram em parte resolvidas através de datações pelo método U-Pb via SHRIMP (Microssonda Iônica de Alta Resolução) em zircões, combinado com estudos de isótopos de S, Pb e Sr. A Formação Passo Feio possui idade Neoproterozóica e foi derivada de fontes continentais diversas, como evidenciado pela presença de xenocristais de zircão de idade Arqueana, Paleoproterozóica e Neoproterozóica. O metamorfismo desta unidade ocorreu há cerca de 700 Ma. O Granito Caçapava é sin-tectônico e intrudiu as rochas supracrustais da Formação Passo Feio há cerca de 562 Ma, sendo derivado de rochas siálicas antigas. Os dados isotópicos de Pb são consistentes com uma idade de 562 Ma para os depósitos de sulfetos de metais-base hospedados pela Formação Passo Feio. As composições menos radiogênicas posicionam-se entre os campos da composição isotópica do Granito Caçapava e das rochas da Formação Passo Feio, sugerindo que o Pb nos depósitos de sulfeto pode ter sido derivado de ambas fontes. As assinaturas isotópicas de Pb, encontradas no Granito Caçapava e na Formação Passo Feio, são tı́picas de fontes crustais primitivas. Os dados de isótopos de enxofre dos depósitos de sulfetos de metais-base são compatı́veis com uma fonte mista, magmática-sedimentar. O modelo mais lógico para a gênese do minério, baseado nos dados isotópicos e na associação espacial, é que os fluidos magmáticos portadores de metais do Granito Caçapava lixiviaram metais da Formação Passo Feio e em conseqüência, os sulfetos depositados mostram assinaturas isotópicas mistas. No entanto, existem também algumas evidências isotópicas que sugerem assimilação de rochas portadoras de S da Formação Passo Feio durante a intrusão do Granito Caçapava. Em conseqüência, as assinaturas isotópicas podem ter sido herdadas de sulfetos metálicos assimilados neste estágio, e a deposição ter ocorrido integralmente a partir dos fluidos magmáticos derivados do Granito Caçapava. Notadamente, a idade inferida de 562±8 Ma para os depósitos na Formação Passo Feio é mais jovem que a idade de 594±5 Ma para os depósitos Camaquã/Santa Maria. Assim, os sulfetos epigenéticos na Formação Passo Feio não podem ter sido a fonte destes depósitos como previamente sugerido. Os outros dados isotópicos também não corroboram a hipótese dos sulfetos epigenéticos da Formação Passo Feio serem a fonte da mineralização da região do Camaquã.