Geoquímica de pegmatitos litiníferos e rochas associadas da zona de Montalegre

A área de estudo desta dissertação localiza-se no concelho de Montalegre (norte de Portugal) e, geologicamente, situa-se no Domínio Parautóctone Superior da Zona de Galiza-Trás-os-Montes. Foram estudadas amostras de pegmatitos duma zona de concessão para eventual exploração de lítio, bem como de litologias associadas (metassedimentos e granitos). Os metassedimentos estudados pertencem à Formação Pelito-Grauváquica (à qual tem sido atribuída idade de deposição do Silúrico Inferior), têm composição pelítica e, no clímax térmico das condições metamórficas, atingiram condições em que se formaram granada e andaluzite. Quanto à sua composição isotópica, os valores calculados para uma idade próxima da formação dos granitos variscos variam entre 0,7227 e 0,7314, no caso da razão 87Sr/86Sr, e entre -11,4 e -10,7, no que respeita ao εNd. Os granitos instalaram-se em relação com a D3 varisca, incluem sienogranitos e monzogranitos, e todos eles têm características peraluminosas (A/CNK entre 1,21 e 1,28), magnesianas e alcali-cálcicas, revelando claramente serem do tipo S. Os valores iniciais de 87Sr/86Sr nestas rochas variam de 0,7164 a 0,7198, e os de εNd vão de -5,4 a -8,4, o que está de acordo com a assinatura de tipo S. A ausência de sobreposição com as composições isotópicas dos metassedimentos pode dever-se ou ao pequeno número de amostras de metapelitos analisadas, ou ao facto de a fonte dos magmas graníticos pertencer a outra unidade litoestratigráfica. O esclarecimento desta dúvida requer o prosseguimento de análises isotópicas em rochas desta região. Os pegmatitos estudados pertencem à família LCT e são essencialmente constituídos por plagioclase (albite), quartzo, petalite, feldspato potássico (ortoclase) e, em menores proporções, moscovite. Acessoriamente, encontram-se biotite, apatite, montebrasite, cassiterite e esfalerite. Os pegmatitos LCT são habitualmente considerados como diferenciados extremos de magmas graníticos peraluminosos, do tipo S, instalados nas últimas etapas de orogenias. Apesar das dificuldades analíticas impostas por valores extremamente baixos das concentrações de Sr, Sm e Nd, verificou-se que: os dados isotópicos Rb-Sr apontam para uma idade de 300 ± 14 Ma (modelo 3 de Ludwig) do corpo pegmatítico que é o objeto principal de prospeção na área de Montalegre; a assinatura isotópica Sr-Nd inicial deste corpo tem valores em torno de 87Sr/86Sr = 0.718 e de εNd = -8.4. Assim, é de supor que o magma granítico parental deste corpo pegmatítico tivesse grande semelhança geoquímica com os granitos amostrados, e que ele se tivesse formado e evoluído durante episódios finais da orogenia varisca.

The study area of this dissertation is located in the municipality of Montalegre (northern Portugal), and geologically it belongs to the Upper Parauthocthonous Domain of the Galicia-Trás-os-Montes Zone. Samples of pegmatites from a lithium prospect area, as well as samples of spatially related lithologies (metasediments and granites), were studied in the scope of this dissertation. The studied metasediments belong to the Pelite-Greywacke Formation (which is considered to have a Lower Silurian deposition age), have pelitic compositions and display evidence that, during the thermal maximum of the Variscan metamorphism, blastesis of garnet and andalusite took place. Sr-Nd isotope compositions, calculated to an age compatible with the generation of Variscan granitic magmas, show variations of 87Sr/86Sr from 0.7227 to 0.7314, and of εNd from -11.4 to -10.7. The sampled granites were emplaced in relation with the Variscan D3. They are syenogranites and monzogranites and display peraluminous (A/CNK between 1.21 and 1.28), magnesian and alkali-calcic compositions, revealing that they are S-type granites. Initial 87Sr/86Sr and εNd values range from 0,7164 to 0,7198, and from -5.4 to -8.4, respectively, which are in agreement with the S-type fingerprint. However, there is no overlap with the isotopic signature of the metasediments, which may be due either to the small number of analysed metasediment samples, or to the occurrence of the anatectic processes in a different lithostratigraphic unit. Additional isotopic analyses in future works will be necessary to solve this uncertainty. Pegmatite samples are clearly of the LCT family, being formed of plagioclase (albite), quartz, petalite, K-feldspar (orthoclase) and minor amounts of muscovite. Accessory minerals include biotite, apatite, montebrasite, cassiterite and sphalerite. LCT pegmatites are usually considered as extreme differentiates from peraluminous S-type granitic magmas, emplaced during late stages of orogenies. Despite the analytical difficulties resulting from extremely low concentrations of Sr, Sm and Nd, some conclusions based on isotopic information are: Rb-Sr data point to an age of 300 ± 14 Ma (Ludwig’s age model 3) to the emplacement of the pegmatite body which is the main target of the exploration campaign in the Montalegre area; the initial Sr-Nd isotopic signature of this body has values around 87Sr/86Sr = 0.718 and εNd = -8.4. Therefore, the available evidence suggests that this pegmatite had a parental granitic magma with a strong geochemical resemblance to the sampled granites, and that this magma formed and evolved during late stages of the Variscan orogeny.