Gamma-spectrometric Surveys in Differentiated Granites. II: the Joaquim Murtinho Granite in the Cunhaporanga Granitic Complex, Paraná, SE Brazil

Mapeamento detalhado na região de Joaquim Murtinho, no Complexo Granítico Cunhaporanga (CGC), Neoproterozoico, no estado do Paraná, SE do Brasil, permitiu redefinir o Granito Joaquim Murtinho (GJM), uma intrusão tardia no CGC, composta inteiramente por alasquitos, álcali-feldspato leucogranitos, com área de exposição em torno de 10 km². A unidade está em contato tectônico para W com o Grupo Castro, Neoproterozoico a Eocambriano, com rochas sedimentares e vulcânicas, e é intrusivo em unidades menos evoluídas do CGC, mais para E. Petrograficamente, o GJM é composto por mesopertita e quartzo, com micas alteradas subordinadas e minerais acessórios, principalmente zircão; os granitos constituintes, equi a inequigranulares, estão em geral deformados (com texturas cataclásticas), frequentemente brechados, e podem mostrar estruturas miarolíticas. Atividades hidrotermal e deutérica são geradoras de minerais tardios como albita, sericita, carbonatos e hematita. Um estudo gamaespectrométrico terrestre (canais de contagem total, K, eU, eTh; 231 estações) coletou dados para a construção de vários mapas (CT-Ueq, K%, eU-ppm, eTh-ppm, e derivados), o GJM mostrando anomalias nos respectivos canais de CT e dos elementos K, eTh e eU (menos evidentes em vários mapas derivados), em comparação com outras unidades vizinhas do CGC, por estar enriquecido nestes três elementos. O comportamento geoquímico do K, do U e do Th é usado como base para avaliação dos mapas. Forte intemperismo (clima subtropical, temperaturas médias moderadas a elevadas, fortes precipitações) afeta em especial os feldspatos e biotita, lixiviando deles o K, e pode desestabilizar também fases acessórias portadoras de U e Th. O Th, pouco solúvel como cátion, deve acumular-se no solo residual retido em minerais restíticos, enquanto parte do U pode migrar (em ambiente oxidante como íon uranila). O feldspato potássico, em particular, converte-se nesta situação completamente em argilominerais sem K (caulinita). Métodos gamaespectrométricos são claramente eficientes para identificar fácies em rochas granitoides, em especial quando aplicados ao estudo daqueles enriquecidos em K, Th e U.Detailed mapping at the NW corner of the large Neoproterozoic Cunhaporanga Granitic Complex (CGC), Paraná state, SE Brazil, redefined the Joaquim Murtinho Granite (JMG), a late intrusion in CGC with an exposed area of about 10 km², made up mainly by evolved"alaskites" (alkali-feldspar leucogranites). This unit is in tectonic contact with the Neoproterozoic-Eocambrian volcano-sedimentary Castro Group, to the W, and is intrusive into other less evolved granitic units of the CGC to the E. Petrographically, JMG shows mainly mesoperthite and quartz, with subordinate amounts of altered micas and some accessory phases, mainly zircon. The equi to inequigranular granites are usually deformed with cataclastic textures, are often brecciated, and may have miarolitic structures. Formation of late albite, sericite, carbonate and hematite was caused by deuteric and hydrothermal alteration. A gamma-ray spectrometric survey at 231 stations which measured total counts (TC), Ueq K%, eU ppm and eTh ppm was used to construct several direct and derived maps. Compared to neighboring units the JMG has significant anomalies, especially in the TC, %K, eTh and eU maps, although the differences are less obvious in some derived maps. These evolved granites are enriched in these three elements. Geochemical behavior of K, Th and U is used to analyse the results observed in maps. Enhanced weathering under a subtropical climate with moderate to high average temperatures and heavy rainfall affects mainly feldspars and biotite, and may also destabilize most U and Th-bearing accessory phases. Th is most likely retained in restite minerals in soils, being relatively immobile, while part of U may migrate as uranyl ion in oxidizing media. K is especially affected by feldspar alteration to K-free clays (mainly kaolinite), and may be completely leached. Gamma-ray spectrometric methods are valid tools to study facies in granitic rocks, especially in those that are enriched in K, Th and U

Levantamentos Gamaespectrométricos em Granitos Diferenciados. I: Revisão da Metodologia e do Comportamento Geoquímico dos Elementos K, Th e U

Este trabalho é parte do projeto de estudo detalhado do Complexo Granítico Cunhaporanga (CGC), neoproterozoico, aflorante na região do Arco de Ponta Grossa (estado do Paraná, SE do Brazil). Inicialmente, foram utilizados os arquivos dos dados gamaespectrométricos do Projeto Aerogeofísico Serra do Mar Sul, da década de 70, em levantamento realizado para a CPRM. A seguir, foi realizado levantamento gamaespetrométrico terrestre, concentrado nas áreas do Granito Joaquim Murtinho (GJM), à NW, e do Granito Serra do Carambeí, à SW. Os estudos geofísicos sobre o GJM são apresentados como duas contribuições: nesta primeira, são discutidas a metodologia e a representação dos dados gamaespectrométricos em mapas color-scale, indicando que as respostas em granitos dependem fortemente de um fator climático, devido à mobilidade do K durante intemperismo em ambientes de clima subtropical com fortes chuvas, fator que também controla a migração mais acentuada do U. São citados os minerais portadores de U e Th, documentados em granitoides, e inventariados os processos que controlam a mobilidade de K, U e Th em solos. Nestes climas, sinais fortes do K sobre granitoides indicam preservação de rocha fresca e/ou alteração hidrotermal, enquanto que sinais diminuídos ou nulos evidenciam sua lixiviação por intemperismo. U e Th devem ficar retidos no solo residual, em minerais resistentes, com possibilidade de enriquecimento seletivo, com possível transporte coluvial para níveis topográficos inferiores. A solubilidade maior de U (como íon uranila) facilita a sua liberação, com migração, limitada pela retenção total ou parcial em fases minerais e orgânicas pedogênicas. O Th deve ficar retido na sua quase totalidade nas fases de resistatos e, quando liberado, incorporado nas substâncias pedogênicas orgânicas e inorgânicasThis contribution is part of a research project on the Neoproterozoic Cunhaporanga Granitic Complex (CGC), cropping out in the Ponta Grossa Arch (Paraná state, SE Brazil). An initial study used the gamma-spectrometric data of the Serra do Mar Sul Aerogeophysical Project, performed during the 70s for CPRM. Later, terrestrial gamma-spectrometric surveys focused on the study of the differentiated Joaquim Murtinho Granite (JMG) in the NW corner of CGC, and the Serra do Carambeí Granite, to the SW. In this paper, the results obtained for JMG are presented in two parts. The first deals with methodology and the presentation of several gamma-spectrometric color-scale maps, indicating that results obtained in granites depend strongly on a climatic factor, given the mobility of K during weathering in subtropical climates with strong rainfalls, also favoring a greater mobility of U. Minerals that are U and Th hosts, documented in granites, are reviewed, together with the weathering processes that control the mobility of K, U and Th in soils. Strong K signals in granitic areas submitted to these climates document the presence of fresh rock and/or effects of hydrothermal alteration, while weak or nil signals are evidence of strong leaching of K during weathering. U and Th will be retained in the residual soils, in part leading to their selective enrichment, also coupled with soil migration to lower topographic levels by colluvial transport. The larger solubility of U (as uranyl ion) allows its liberation under oxidizing conditions, and its migration, limited by the possibility of absorption in newly formed mineral and organic soil phases. Th should be retained almost totally in resistant phases and, when liberated in solution, will mostly be fixed in organic and inorganic soil substance