Viagem ao Pré-Câmbrico das Formações ferríferas bandadas – BIF

As Formações ferríferas Pré-Câmbricas, conhecidas genericamente como formações ferríferas bandadas (Banded Iron Formation – BIF), são únicas ao longo do registro sedimentar, face aos processos de formação (não atualísticos) e às potencialidades  minerais.

Formação  ferrífera  é  uma  rocha  sedimentar  química  rica  em  ferro  com  ocorrência delimitada  a  determinados  intervalos  do  tempo  geológico,  em  especial  no  registro estratigráfico do inicio do Pré-câmbrico. A  denominação  teve  origem  nas  descrições  de  depósitos  da  região  do  Lago  Superior (Canadá)  como  uma  rocha    enriquecida  de  ferro  (iron-bearing  rock).  Posteriormente estas formações ferríferas foram definidas como  “um  sedimento  químico, finamente  laminado,  com  15%  ou  mais  de  ferro  de  origem  sedimentar,  podendo  apresentar, comumente,  mas  não  necessariamente,  camadas  de  chert”.  A  maioria  das  formações  ferríferas contém  cerca  de  30%  em  peso  de  ferro,  normalmente  na  forma  de  óxidos,  além de  sílica.

Os registros de formações ferríferas mais antigos conhecidos são os da região de Isua, oeste da Groenlândia, datados de 3,8 Ga e relacionados a núcleos cratónicos do Arcaico, Figura 1. Outros exemplos de idade arcaica ocorrem associados a sequências do tipo greenstone belt, com idades entre 3,5 a 2,5 Ga, nos quais se inserem as ocorrências do Grupo  Nova Lima de Minas Gerais, Brasil. O registro das maiores ocorrências (em tamanho e volume de depósito) ocorreu  há  aproximadamente 2,5 Ga, devido ao tamanho das bacias de Hamersley, na Austrália, situado entre 2,6 a 2,45 Ga, assim como de Transvaal, na África do Sul, de idade aproximada entre 2,5 a 2,3 Ga. Associados a esse intervalo de tempo encontram-se os  depósitos brasileiros do Grupo Itabira, no Quadrilátero Ferrífero, e Grão Pará, na Serra dos Carajás.

Figura 1 – Abundância das formações ferríferas ao longo do Pré-câmbrico. O tempo decorre da esquerda para a direita. O eixo das ordenadas, não quantificado, representa uma estimativa subjetiva da abundância, relativa ao volume de depósitos do Grupo Hamersley. É marcante a interrupção da deposição ferrífera por volta de 1,8 Ga, com o retorno das ocorrências destas formações no Neoproterozóico, entre 0,8 e 0,6 Ga, geralmente associadas a depósitos de glaciares.  As formações ferríferas do intervalo de tempo compreendido entre 3,8 e 1,8 Ga são mineralógica e  quimicamente similares, constituídas por hematite,  magnetite, sílica e carbonatos, sendo o mais comum a siderite, localmente  pirite, e outros minerais indicativos de condições anóxicas durante a deposição.

Origem  e  evolução

A  inexistência  de  ambientes  modernos  de  deposição  de  formações  ferríferas  dificulta  a formulação  de  modelos  genéticos,  de  tal  forma  que  não  há  consenso  sobre  os  mecanismos  de precipitação,  génese  das  bandas,  influência  de  processos  biológicos  assim  como  a proveniência do  ferro.

Atualmente,  as  águas  oceânicas  contém  menos  de  uma  parte  por  bilhão  de  Fe,  em virtude  de  o  ferro  ser  relativamente  insolúvel  na  sua  forma  oxidada  (Fe³+).  A  maior  parte  das formações  ferríferas  são  mais  antigas  que  1,8  Ga  e  admite-se  que  estas  foram  formadas num  período  que  a  atmosfera  tinha  pouco oxigénio  livre  e  as  águas  marinhas  continham  abundancia  de  (Fe²+).  Este  ferro  precipitou-se em  regiões  de  correntes  ascendentes  ao  entrar  em  contato  com  águas  superficiais  oxidantes. Segundo  alguns geocientistas a  proliferação  de  organismos fotossintetizantes  terá sido  o  responsável  pelo  aumento  do  teor  de  oxigénio  dos  oceanos  e, consequentemente,  pela  deposição de  ferro na  sua  forma oxidada  (Fe³+).

As formações ferríferas do intervalo de tempo compreendido entre 3,8 e 1,8 Ga são mineralógica e  quimicamente similares, constituídas por hematite,  magnetite, sílica e carbonatos, sendo o mais comum a siderite, localmente  pirite, e outros minerais indicativos de condições anóxicas durante a deposição.

De acordo com a hipótese Snowball Earth, os BIFs neoproterozóicos surgiram em consequência da acumulação de ferro dissolvido nos oceanos, isolados da atmosfera por espessa camada de gelo que recobriu a Terra. A precipitação das formações ferríferas, de acordo com o mencionado modelo, teria se dado após o degelo, com a mistura de águas ricas em ferro dissolvido com águas oxigenadas, provavelmente por meio de circulações oceânicas associadas a correntes ascendentes.

Três condições básicas para o sítio deposicional  têm sido apontadas como necessárias para a deposição da formação ferrífera: estabilidade tectónica por período de aproximadamente um milhão de anos, suficiente profundidade e geometria do corpo de água que permita  a livre circulação do ferro dissolvido, acrescida ainda  da existência de fitoplancton. Essas  premissas têm por base a relativa ausência de material epiclástico na maioria das formações ferríferas conhecidas, com raras exceções, Figura 2.  

Figura 2 – As BIF são as principais precursoras dos depósitos de ferro mundiais e acumularam-se quase que exclusivamente durante intervalo de tempo pré-câmbrico (3,8-1,8 Ga), em fundos marinhos eoarqueanos (~3,8 Ga) a paleoproterozoicos (~1,9 Ga).  Após cerca de um bilhão de anos, as BIF reapareceram brevemente no registro geológico, entre 0,8-0,6 Ga (~0,8 Ga), associadas a períodos de glaciação –  Snowball Earth. O período entre ~2,65-1,85 Ga correspondeu ao pico global da sedimentação de ferro. Este pico deposicional máximo das BIF ocorreu na transição Neoarqueano-Paleoproterozoico, com a deposição das BIF da Bacia de Hamersley (~2,5 Ga).

Numa atmosfera oxidante, como a que se desenvolveu ao longo do Fanerozóico, o ferro ferroso (solúvel) oxida-se e passa a ferro férrico, tornando-se insolúvel. Nestas condições, o transporte deste elemento químico dos continentes para o mar faz-se por via detrítica, sob a forma de minerais oxidados, no geral associados às argilas.

As evidências de Vida na Terra durante o Arcaico são encontradas apenas em algumas rochas, mas este facto não significa que não tenha sido abundante. É importante distinguir claramente entre a presença de Vida e a sua preservação. A ausência de fósseis não deve ser interpretada com ausência de Vida. No Éon Arcaico a dificuldade é acrescida pela raridade de rochas e, como tal, do registo fóssil. O conhecimento atual das formas de Vida existentes na Terra durante o Arcaico é baseado em evidências diretas e indiretas. As primeiras referem-se ao conteúdo fossilífero dos estratos sedimentares, enquanto as segundas, resultam de determinações isotópicas de compostos, cuja origem possa ter sido biológica.

Terá o ferro das “BIF” sido precipitado em  regiões  de  correntes  ascendentes  ao  entrar  em  contato  com  águas  superficiais  oxidantes? Terá a proliferação  de  organismos fotossintetizantes  sido  responsável  pelo  aumento  do  teor  de  oxigénio  dos  oceanos  e, consequentemente,  pela  deposição de  ferro na  sua  forma oxidada  (Fe³+)?   

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