Versão online: http://www.lneg.pt/iedt/unidades/16/paginas/26/30/185 Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 799-802 IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X

Caracterização tecnológica do monzogranito Serra Branca (Ceará, Brasil) Technological characterization of the Serra Branca monzogranite (Ceará, Brasil) J. Marques1*, M. R. Azevedo1, J. A. Nogueira Neto2, A. J. S. C. Pereira3, A. C. Artur4

.

© 2014 LNEG – Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP

Resumo: O principal objectivo desta investigação consistiu em avaliar as potencialidades do monzogranito de Serra Branca para exploração como rocha ornamental. O maciço faz parte de um extenso complexo plutónico tardi-tectónico de idade brasiliana (≈ 600 Ma), conhecido na literatura como batólito de Quixeramobim, que ocorre no Domínio Ceará Central (NE Brasil). O trabalho realizado envolveu, numa primeira fase, a cartografia detalhada de um pequeno sector do batólito e o estudo petrográfico dos principais litótipos, após o que se seleccionou um conjunto de amostras do monzogranito de Serra Branca para caracterização tecnológica e radiológica. A maioria dos resultados obtidos nos ensaios tecnológicos satisfazem os requisitos sugeridos pela norma ABNT NBR 15844 (2010) e pela ASTM C-615 (2005) para utilização como material ornamental e de revestimento. Por outro lado, os valores dos índices de exposição à actividade gama (I) e da taxa de exalação do gás radão também são baixos, certificando assim a qualidade do monzogranito de Serra Branca como potencial recurso de pedra natural. Palavras-chave: Domínio Ceará Central, Fácies Serra Branca, Rocha ornamental Abstract: The main objective of this investigation was to assess the viability of the commercial exploitation of the Serra Branca monzogranite as dimension stone. The Serra Branca massif belongs to a large late tectonic plutonic complex of Brasilian age (≈ 600 Ma), known in the literature as Quixeramobim batholith, that crops out in the Ceará Central Domain (NE Brazil). The work involved detailed geological mapping of a small sector of the batholith, petrography of the main lithologies and, at a subsequent stage, selection of a subset of samples from the Serra Branca monzogranite for technological and radiological characterization. The technological properties of the analysed samples satisfy the requirements proposed by ABNT NBR 15844 (2010) and ASTM C-615 (2005) for use as building materials. On the other hand, the gamma index values (I) and radon exhalation rates are also low, certifying the quality of Serra Branca monzogranite as potential natural stone resources. Keywords: Ceará Central domain, Serra Branca facies, Decorative dimension stones 1UA, Departamento de Geociências, Campus de Santiago, 3810-193 Aveiro, Portugal 2UFC, Departamento de Geologia, Campus do Pici, bloco 912, Fortaleza CE, Brasil 3UC, Departamento de Ciências da Terra, Largo Marquês de Pombal, 3000-272 Coimbra, Portugal 4UNESP, Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Avenida 24 A, 1515, CEP 13506-900, Rio Claro, SP - Brasil. *Autor correspondente / Corresponding author: joni.g.marques@gmail.com

1. Introdução

O Brasil é actualmente uma das principais economias do mundo no sector das rochas ornamentais. Como resultado de uma combinação de factores, entre os quais cabe destacar o seu notável potencial geológico, o crescimento demográfico e o desenvolvimento tecnológico, o Brasil é um dos países onde a procura de rochas ornamentais e de revestimento (nomeadamente de granitos) tem vindo a aumentar, tanto a nível interno como externo. Para além da expansão da actividade extrativa, o Brasil tem vindo a investir no aperfeiçoamento da sua capacidade de processamento e beneficiamento, o que aliado à existência de boas infra-estruturas de transporte tem contribuído decisivamente para a dinamização deste sector produtivo. Neste trabalho, apresentam-se os resultados dos ensaios da caracterização tecnológica e radiológica obtidos num dos plutonitos que integram o Batólito de Quixeramobim, tendo sido escolhida a fácies Serra Branca dado o seu elevado interesse no mercado de rochas ornamentais graníticas porfiríticas.

2. Enquadramento geológico

A área estudada localiza-se no NE do Brasil e faz parte do Domínio Ceará Central (DCC), uma das grandes unidades geotectónicas em que se subdivide o sector setentrional da Província de Borborema (PB). Em termos de evolução geodinâmica, o DCC representa um segmento de um extenso cinturão móvel formado durante a orogenia Brasiliana/Pan-Africana, como resultado da colisão entre os cratões São Luiz-Oeste Africano e São Francisco-Congo-Kasai, no final do Neoproterozóico (Van Schmus et al., 1995; Brito Neves et al., 2000; Fetter et al., 2000).

Os terrenos que constituem o substrato do DCC podem ser agrupados em três unidades principais: (a) um núcleo de rochas arcaicas, (b) ortognaisses paleoproterozóicos e rochas supracrustais associadas e (c) uma sequência metassedimentar de idade neoproterozóica, conhecida na literatura como Grupo ou Complexo Ceará (ex. Parente et al., 2008). Durante o ciclo orogénico Brasiliano/Pan-Africano, todo o conjunto foi afectado por metamorfismo

Artigo Curto Short Article

800 J. Marques et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 799-802

regional do topo da facies anfibolítica, deformação intensa relacionada com uma tectónica de baixo ângulo, que só é verticalizada nas proximidades das zonas de cisalhamento dúctil que recortam o DCC e intruído por abundantes volumes de granitóides sin-, tardi- e pós-colisionais (Parente et al., 2008).

3. Cartografia geológica

O trabalho de cartografia geológica realizado durante a presente investigação incidiu sobre um pequeno sector de um complexo plutónico Brasiliano tardi-tectónico que ocorre na região de Quixeramobim, no DCC (Fig. 1). O batólito, com uma forma alongada na direcção NE-SW, é limitado a este pela Zona de Cisalhamento dextra de Senador Pompeu e contacta, a sul, com terrenos arcaicos e, ao longo de grande parte dos seus bordos oeste e norte, com metassedimentos do Complexo Ceará, através da Zona de Cisalhamento dextra de Quixeramobim (ZCQ). A sua intrusão parece ter sido controlada pelas megazonas de

transcorrência que atravessam a área, desenvolvidas ou reactivadas após o pico metamórfico (Parente et al., 2008).

Na região cartografada, o encaixante metamórfico é constituído por metassedimentos do Complexo Ceará, agrupados em duas formações: Quixeramobim e Juatama. A primeira aflora na porção noroeste da área e é formada por materiais de natureza essencialmente metapelítica (micaxistos e paragnaisses, mostrando, por vezes, evidências de fusão parcial), nos quais se intercalam quartzitos, mármores, rochas calco-silicatadas e metavulcanitos (Fig. 1). Em contrapartida, a unidade Juatama ocorre ao longo da margem oeste do batólito e corresponde a um cinturão de rochas paraderivadas intensamente migmatizadas (metatexitos e diatexitos), o que aponta para um aumento do grau metamórfico de NW para SE (Fig. 1). As rochas de ambas as unidades apresentam, em geral, uma foliação bem definida, com orientação NE-SW e mergulho para NW, o qual se acentua nas proximidades da ZCQ, onde chegam a adquirir “fabrics” miloníticos (Parente et al., 2008).

Fig. 1. Mapa geológico da área cartografada. Fig. 1. Geological map of the area mapped.

Caracterização Tecnológica do Serra Branca 801

O batólito de Quixeramobim compreende sete litótipos (fácies) diferentes, com composições variando de diorítica a monzogranítica e uma grande diversidade textural. A fácies Muxurê Velho parece documentar um dos primeiros pulsos de actividade magmática associado à formação do batólito. Ocorre sob a forma de encraves centimétricos de composição diorítica a tonalítica, coloração escura e granularidade fina a média, no interior das restantes unidades. A fácies Água Doce é constituída por granodioritos de grão médio a fino, mesocráticos, não porfiróides, contendo biotite ± anfíbola como fases máficas principais. Também está representada por corpos globulares dispersos, mas define contactos gradativos com as rochas envolventes (Boa Fé e Muxurê Novo).

Embora aflore apenas no sector sudeste do sector cartografado, a fácies Muxurê Novo é o litótipo dominante à escala do batólito (Fig. 1). É composta por granodioritos e granitos porfiróides, de tonalidade cinza escura, mostrando frequentemente uma orientação de fluxo magmático concordante com as estruturas regionais. Em contacto transicional com esta fácies, ocorrem os granodioritos e monzogranitos porfiróides de Boa-Fé, contendo megacristais de feldspato mais alongados e de menores dimensões (≈ 2 cm), também orientados. Já as rochas incluídas na fácies Serra Branca correspondem a monzogranitos porfiróides, de cor cinza clara a cinza escura, em que os megacristais de feldspato têm dimensões variando entre 6 a 20 cm. Tal como as fácies Muxurê Novo e Boa-Fé, apresentam frequentemente uma orientação de fluxo magmático definida pelo alinhamento dos megacristais de feldspato e dos minerais máficos (biotite ± anfíbola). Por fim, a fácies Uruquê é constituída por granodioritos e monzogranitos, geralmente não porfiróides, de cor clara e grão médio a fino. Ocorre sob a forma de diques de largura centimétrica e comprimento métrico, intrusivos nas manchas dominantes, representando, por isso, um dos últimos episódios magmáticos que afectaram a região. Todos os litótipos descritos são cortados por filões pegmatíticos, aplíticos e micrograníticos tardios, sem qualquer orientação preferencial. Das diferentes unidades de granitóides presentes no batólito, seleccionou-se a fácies Serra Branca para proceder a uma avaliação preliminar das suas potencialidades para futura exploração como rocha ornamental.

4. Caracterização tecnológica e radiológica do monzogranito Serra Branca

Petrograficamente, a fácies Serra Branca apresenta uma textura hipidiomórfica, porfiróide, seriada, de grão médio a grosseiro, com algumas evidências de deformação no estado sólido. Estas rochas são caracterizadas por uma associação mineralógica composta por quartzo (25%), plagioclase (30%), feldspato alcalino (20%), biotite (15%), anfíbola (10%) e pequenas quantidades (< 1%) de esfena, epídoto, apatite e minerais opacos. O seu carácter

porfiróide é conferido pela presença de megacristais de feldspato alcalino, com comprimentos variando entre 6 20 cm. Os indícios de alteração não são muito intensos (0-30%) e afectam principalmente a plagioclase (moscovitização). Os contactos entre grãos variam de plano-lobulares a irregulares, por vezes, serrilhados. Verifica-se ainda que o grau de microfissuramento intragrão é mais evidente do que o intergranular, sendo a anfíbola a fase mineral em que está mais marcado. A comunicabilidade entre microfissuras é, em geral, baixa.

Os ensaios tecnológicos foram efectuados no Laboratório do Instituto de Geociências e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IGCE-UNESP) em Rio Claro (SP), em conformidade com as metodologias recomendadas (ABNT NBR 12042/1992, ASTM D-2845/2008 e ABNT NBR 15845/2010). Mostram-se na tabela 1, os resultados obtidos nos testes físicos e mecânicos. A análise desta tabela revela que o monzogranito de Serra Branca apresenta valores relativamente altos de massas volúmica aparente seca e saturada (2,701 kg/m3; 2,704 kg/m3), baixa porosidade (0,35%) e reduzida capacidade de absorção de água (0,12%), cumprindo os requisitos definidos pelas normas ABNT NBR 15844 (2010) e ASTM C-615 (2005) (Tabela 1). Classifica-se também como uma rocha resistente à compressão uniaxial simples (ISRM, 1977), à flexão por carregamento em três pontos e ao desgaste abrasivo Amsler e exibe valores de velocidade de propagação de ondas ultra-sónicas superiores a 4000 m/s, satisfazendo, por isso, todas as especificações definidas para estes parâmetros (Tabela 1).

Tabela 1. Resultados dos ensaios tecnológicos e os seus respectivos valores recomendados.

Table 1. Results of technological tests and their respective recommended

values.

* n.e. – não especificado / not specified

802 J. Marques et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial II, 799-802

Para complementar o estudo, realizaram-se ainda análises de espectrometria de raios gama e de exalação de radão no Laboratório de Radioactividade Natural do Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Coimbra (LRN-DCTUC).

Como se pode observar na tabela 2, os valores do índice de concentração de actividade gama (I) e do índice de risco de radiação externa (Hext) nas amostras do monzogranito de Serra Branca são claramente inferiores a 1, as suas taxas de exalação de radão estão abaixo de 0,250 Bq/m2/h, o que indica que estas rochas podem ser usadas na construção civil sem qualquer perigosidade para a saúde pública (Gomez et al., 2011).

Tabela 2. Resultados dos ensaios de espectrometria de raio gama e de exalação de radão.

Table 2. Test results for gamma ray spectrometry and radon exhalation.

*LD – limite de detecção / detection limit

5. Conclusões

O trabalho realizado mostra que o monzogranito de Serra Branca tem características físicas, mecânicas e radiométricas adequadas para exploração como rocha ornamental.

Referências ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1992. Materiais

inorgânicos: determinação do desgaste por abrasão. NBR 12042. Rio de Janeiro, 3 p.

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2010. Rochas para Revestimento - Requisitos para granitos. NBR 15844. Rio de Janeiro, 1-2.

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2010. Rochas para Revestimento - Métodos de ensaio. NBR 15845. Rio de Janeiro, 1-32.

ASTM - American Society for Testing and Materials, 2005. Standard Specification for Granite Dimension Stone. ASTM C 615-05. West Conshohocken, 52-52.

ASTM - American Society for Testing and Materials, 2008. Standard test method for laboratory determination of pulse velocities and ultrasonic elastic constants of rock. D 2845. West Conshohocken, 2008, 3 p.

Brito Neves, B.B., Santos, E.J., Van Schmus, W.R., 2000. Tectonic History of the Borborema Province, Northeastern Brazil. Tectonic Evolution of South America, 31st Internacional Geological Congress, Rio de Janeiro, Brazil, 151-182.

Fetter, A.H., Van Schmus, W.R., Santos, T.J.S., Nogueira Neto, J.A., Arthaud, M.H., 2000. U/Pb and Sm/Nd Geochronological Constraints on the Crustal Evolution and Basement Architecture of Ceará State, NW Borborema Province, NE Brazil: Implications for the Existence of the Paleoproterozoic Supercontinent “Atlantica”. Revista Brasileira de Geociências, 30(1), 102-106.

Gomez, D.P, Neves, L.. Pereira, A., Neila, C.G., 2011. Natural radioactivity in ornamental stones: an approach to its study using stones from Iberia. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 70, 543-547.

ISRM, International Society of Rock Mechanics, 1977. Suggested methods for the quantitative description of discontinuities in rock masses. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 15(6), 319-368.

Parente, C.V., Almeida, A.R., Arthaud, M.H., 2008. Itatira- SB.24-V-B-V, escala 1:100.000: nota explicativa integrada com Quixeramobim e Boa Viagem – Ceará. UFC/CPRM. Serviço Geológico do Brasil.

Van Schmus, W.R., Brito Neves, B.B., Hackspacher, P.C., Babisnski, M., 1995. U/Pb and Sm/Nd geochrolologic studies of the eastern Borborema Province, Northeastern Brazil: initial conclusions. Journal South American Earth Sciences, 8, 267-288.