anomalias geoquímicas parte 1 - grupo gestor de ... · distribuição de metais móveis e imóveis...

Anomalias geoquímicas

parte 1

Cap. 5 - Rose, Hawkes and Webb

(1979)

Cap. 8 – Licht, 1998

Anomalia geoquimica

• Anomalia, por definição, é um desvio da

norma (Rose, Hawkes and Webb, 1979)

Distribuição geoquímica dos

elementos

Rochas, solos, outros materiais.

• Somatório dos processos de movimentação dos materiais, reflete:

• Presença de certos litotipos

• Processos hipogênicos (hidrotermalismo),

• Processos superficiais (Intemperismo,

erosão),

• Processos pedogenéticos

O objetivo principal da prospecção

geoquímica é a identificação de feições ou

modelos relacionados às mineralização !!!!

Modelo simplificado do processo de formação dos principais tipos de

Anomalias geoquímicas de ambiente supergênico.

Distribuição geoquímica dos

elementos

• Clarke – teor médio de um elemento em um corpo qualquer; por exemplo, a crosta ou a litosfera.(“datum global”)

Idéia original é que seria fixado como o nível do mar para a topografia. Seria ótimo!

• Teor de fundo (background) – teor médio de um elemento em materiais geológicos não mineralizados.

Teor de fundo

• Faixa de variação de teores

• Varia amplamente com os litotipos

• Pien, > Cr, Ni, Co

• Granitos > Li, Rb

• Varia mais intensamente ainda com a pedogênese

Perfil geológico-geoquímico na área

de Piên, Paraná (CPRM, 1980).

Cr

Ni

Cu

Co

Granito Básica Ultrabásica aluvião

Granitóides da Antiforme Setuva

SiO2 x Nb

0

10

20

30

40

50

60

60,00 65,00 70,00 75,00 80,00

SiO2

Nb Série1

1

10

100

1000

1 10 100 1000

Y+Nb

Rb

VAG ORG

WPGSyn-COLGPos-COLG

SiO2

Nb

Pearce

Médias e amplitudes dos teores dos principais elementos

Menores em rochas normais

Amplitude da variação dos elementos maiores e traços no solo. (Fletcher, 1981).

Anomalia

• Desvio da normalidade

Anomalia Geoquímica

• Desvio dos padrões geoquímicos normais

Anomalia Geoquímica

• Teores anormalmente altos ou baixos de

um elemento ou combinação de

elementos, ou

• Uma distribuição espacial anormal de um

elemento ou combinação de elementos

(em um tipo de amostra particular, em um

ambiente específico, determinado por uma

técnica analítica específica (Govett, 1983).

Tipo

• Fração granulométrica

• Suspensóides

• Folha

• Caule

• Pêlo

• Pele

• Vísceras

• Poeira

Tipos de anomalias

• Litogeoquímicas - rocha

• Pedogeoquímicas – solos

• Hidrogeoquímicas – superficiais e

subterrâneas

• Biogeoquímicas – seres vivos

• Atmogeoquímicas - gases

• Relativas aos sedimentos de drenagem

Anomalias geoquímicas

Relacionadas a mineralização

• Depósito mineral é um fenômeno anormal da natureza, sendo considerado uma anomalia geoquímica.

• Significativas (positivas) – relacionadas com mineralizações e com teores maiores que os teores de fundo.

• Anomalias não-significativas - Anomalias não relacionadas com a mineralização.

Limiar (threshold)

• Valor acima do qual uma determinada

amostra é considerada anômala.

• Limiar é o limite superior das variações do

teor de fundo (russos).

Limiar

Teor de fundo

regional

Limiarregional

LimiarLocal

Comparação do teor de fundo regional com o Membro Vargas com o

teor de fundo da jazida Santa Maria (Licht, 2000)

• Limiares local e regional

são de grande auxílio na

prospecção:

• alvos para trabalho de

detalhe imediatos

• áreas para novas

amostragem

Pb

Contraste

C = T/F

C = T/L• Onde:

C=contraste

T= teor anômalo

F=teor de fundo

L=limiar

Identificar qual o valor de referência...

O contraste (C) de uma anomalia

(T) expressa a sua intensidade,

sob a forma de uma razão que a

relaciona com o teor de fundo (F)

ou limiar (L).

Anomalias não-relacionadas a

depósitos minerais

• Litotipos com altos teores de fundo

• Contaminação antrópica

• Erros de amostragem

• Erros analíticos

1. Litotipos com altos teores de fundo

Teores de fundo em Pb de três unidades litoestratigráficas

diversas na região das minas do camaquã, CBC.

Outros elementos ocorrem nos litotipos de alto teor de fundo,

em associações diferentes dos corpos mineralizados.

Pb

Jazida

Santa Maria

Pb

ppm

60

50

40

30

20

10

0

29

13

18

1. Litotipos com altos teores de fundo

- Ultramáficas (peridotitos, serp, kimberlitos):

>> Cr, Co, Ni, Mg com intemperismo?

• esmectita no solo (alta CTC)

• vegetação atrofiada por carência em K.

1. Outros litotipos com altos teores de

fundo a serem lembrados- Folhelhos negros >> As, Cu, Pb, Mo, Ag, V, U, Zn.

- Fosforita >> P, V, U, Mo, Zn

- Carbonatito >> P, Ti, Zr, Nb, ETR.

- Rochas básicas >> Fe, Ti, Cu.

-Problema do pH: em ambiente alcalino x ácido

Intemperismo de: r. carbonatadas folhelhos py

2. Erros de amostragem

• Muito difícil de discriminar ou prevenir.

• Pessoal pouco capacitado.

• Enriquecimento natural de metais:

– M. O. em horizonte rico em humus

– Horizonte limonítico de solos podzólicos

– Materiais clásticos com elevado CTC.

– Enriquecimento de metais em zona de surgência


Amostragem de solo

coletadas em

profundidade

constante e

principalmente no

horizonte A (Elliot, in:

Licht, 2000)

Amostragem no

horizonte A


Amostragem de solo

em profundidade

constante e no

horizonte correto;

(Elliot, in: Licht,

2000)

Re-amostragem

no horizonte B

• Rejeitos de minas

• Rejeitos de operações de fundição

• Fertilizantes

• Pesticidas

• Defensivos agrícolas ricos em metais

• Fumaças industriais e residenciais

• Efluentes líquidos

• Resíduos sólidos

3. Contaminação Antrópica

• Dispersão pode ocorrer por:

• Movimento gravitacional de partículas sólidas por

ar ou solução aquosa:

– Ambiente clástico - forma compostos diferentes

– Hidromórfico

– biogênico

• As anomalias antrópicas, por fornos de fundição, jogadas como

fertilizante atingem poucos metros abaixo da superfície. 40m.

3. Contaminação Antrópica

Difícil identificar se o metal teve origem

Natural ou artificial.

Contaminação ao

longo do leito de uma

ferrovia abandonada

e que serviu ao

transporte de

concentrado de cobre

das minas de

Camaquã (RS). Notar

o alinhamento de

pontos anômalos

seguindo o traçado

da estrada. (Licht,

2000) ◄

3.Contaminação Antrópica

A fonte da contaminação é restrita aos

ambientes superficiais!

.

4. Erros analíticos

• Anomalias sem qualquer significado.

• Valores erráticos isolados são suspeitos

– Re-analisar pela mesma técnica e no mesmo

laboratório.

• Método de proteção:

Sistema de análise duplicada de amostras

padrão, aleatoriamente distribuída no lote.

Anomalia no ambiente

supergênico

1. Forma das feições anômala

2. Na cobertura residual

3. Na cobertura transportada

4. Nas águas naturais

Anomalias hidrogeoquímicas

5. Nos sedimentos de drenagem

Anomalia

de solo

Anomalias no ambiente

supergênico

• Clásticas

• Hidromórficas

• Biogênicas

• Hidromórficas

• Biogênicas

Singenética

epigenética

Padrões1. Sobrejacente – em cima da anomalia –

por sobrecarga de sedimento

• Halos – sobrejacente simetricamente

distribuído sob a fonte.

2. Deslocada - assimetria

• Leque –movimento direcionado a partir da

fonte gera assimetria

• Cauda – canal restrito

3. Contraste - Intensa ou difusa

Feições singenéticas

clásticas

Classificação:

Relação à fonte:

Posição?

Formato?

Em relação teores:

Intensidade (contraste)

Intensa? Difusa?

Homogênea?

Heterogênea?

Sobrecarga residual

Sobrecarga residual

aluvião

Feições epigenéticas em sobrecarga transportada

biogênicas

hidromórficas

Forma das Feições anômalas

- Dispersão tipo cauda linear –

fluxo canalizado (drenagem)

Dispersão subterrânea – forma

de leque

Padrões de dispersão em rios


supergênico

• Sobrejacentes – diretamente sobre a fonte

– Cobertura residual, hidromórficas, biogênica

- halos, leques ou pluma

• Deslocadas – longe da fonte, sobre estéril

– Compactação, rastejo, biogênica

Tipo leque, cauda, linear (canal de rio, ou fluxo

hidromórfico acanalado)


supergênico

• Intensas – limites bem marcados, valores

crescem até um pico...

• Difusas – limites pouco marcados, valores

dispersos

• Homogênea – distribuição regular de valores

• Heterogênea – distribuição irregular

em leques, caudas lineares

Anomalias singenéticas na

cobertura residual


cobertura residual

Objetivo da prospecção geoquímica por

solo:

Reconhecimento de padrões produzidos

pelos elementos selecionados reflitam

condições da rocha sobrejacente


cobertura residualPrincípios físicos e químicos das anomalias

1. Modo de ocorrência dos elementos

2. Intensidade e contraste da anomalia

3. Homogeneidade da fração anômala

4. Variações com a profundidade e o tipo de solo

5. Distorções de anomalias

6. Eliminação de anomalias significativas


• Sn, W, Au mantidos no solo - componente

de minerais resistatos no solo.

• A maioria dos metais em solo bem

desenvolvido ocorre em:

– Minerais secundários, malaquita, anglesita,

ferrimolibdenita

– Ligados (fortemente) a argilominerais,

– Ligados (fortemt) a óxido/hidróxido de Fe e Mn, Al

Anomalias singenéticas na cobertura residual

• A maioria dos metais em solo pouco

desenvolvido ocorre em:

– Em grãos (parcialmt) intemperizados

– Íons adsorvidos em argilominerais,

– Íons adsorvidos em colóides de óxidode Fe e Mn

– Íons adsorvidos em M. O.

Anomalias singenéticas na cobertura residual

Estabilidade dos minerais

Estabili

dade

Mineral de ganga Mineral de minério

Qzo, Zircão, Turmalina

Coríndon, Topázio

ouro, platina, scheelita,

diamante, Cromita,

cassiterita, wolframita,

estável Muscovita, 3 Al2O3

FK, Pl, granada

Rutilo, corindum, columb-

tantalita, ilmenita

barita, berilo, cinábrio

Pouco

estável

Anfibólios, piroxênios,

Apatita, titan, estaurol.

Hematita, galena,

instáveis Ca-pl, augita, biotita Po-pent, esfalerita, ccpy,

pirita

instáveis Clorita, olivina, calcita,

dol., gipso, halita

Molibdenita, fluorita

Distribuição de metais móveis e imóveis em

diferentes frações de solos residuais Tamanho Metais imóveis em

minerais primários

resistentes (ppm)

Cr Sn Be Nb

Porção residual dos metais

míveis retidos em minerais

secudários de solo (ppm)

Zn Cu Co Ni Mo

Areia

grossa

-

3000

4000

150

2100

6700

80

70

25

-

500

800

-

200

240

-

20

30

-

6

4

-

600

600

-

20

30

Areia fina 10000

11000

4000

2400

20

15

1500

2300

108

300

40

25

4

6

600

600

70

90

Areia muito

fina

- 1000 15 1800

1700

300 35 10 - -

Silte 8000 175 10 500 170 24 1200 100

Argila

Argila/óxido

45 3 1500 500 40 - -AM e Ox/hidrox

• Elementos muito pouco móveis, Sn Nb e Cr, tendem a permanecer no local –

• O contraste primário do minério tende a ser mantido; ou

• Aumento do contraste por acumulação residual de metal no solo (lavagem da matriz),


• Com elementos móveis, Cu, Zn, Mo, U

• transporte efetivo e fácil – valores de anomalia e contraste muito menores que no minério primário;

• Redução de 50 a 95% do conteudo do metal no solo, comparado com o minério.



Separação ideal de elementos móveis e muito pouco

móveis no espaço geoquímico. (Fletcher, 1981,

seg Licht, 2000)

Fatores:

-Intensidade do

intemperismo,

-Topografia,

-Drenagem,

-Tipo e maturidade do

perfil de solo,

Pouco móvel muito móvel

• A diferença de

mobilidade entre

o Pb (menor) e o

Cu e Zn (maior)

tende a manter a

intensidade de

anomalia do Pb,

em relação ao Cu

e Zn. Relação entre anomalia residual de solo e

minério, fração 12mm. Mina de cobre de

Union, Carolina do Norte.

Mobilidade e consequente baixo

contraste é promovido por:

• baixo conteúdo de adsorventes:

• (M.O., ox. e hidr. Fe e Mn), argilominerais)

• Solos silicosos

• Solos ácidos (para cátions)


Lixiviação é maior (menor contraste):

• Muita chuva

• Drenagem livre

• Intemperismo químico profundo

• Solos maduros

• Paisagens estáveis e antigas

O que controla o contraste nas

anomalias de solo

Lixiviação é mínima (maior contraste):

• Solos imaturos, alcalinos, calcários

• Alto conteúdo de adsorventes

Alto contraste relacionado a:

• Lixiviação química superficial

• Baixa taxa de chuvas

• Baixo escoamento d´água

• Erosão ativa

O que controla o contraste nas

anomalias de solo

excessões

• Mo

• Se

• As

Contraste das anomalias é fraco, difuso em

ambientes de solos alcalinos. Elemento

altamente móveis em ambiente alcalino.

Contraste entre anomalia

residual de solo de Pb e de Zn

em veio de Pb-Zn, Fração:

2mm. Porters Grove,

Wisconsin. Fratura: com Gn-

Sph em dolomito, Solo

superficial, drenado, relevo

suave.

Por que?

Pb mobilidade menor,

dispersão menor, mecânica

por rastejo de solo.

Zn tem dispersão

hidromórfica, por solução

química e precipitação.

3. Homogeneidade da feição anômala

• Depende:– Granulação do mineral contém o elemento,

– Distribuição dos minerais que contém o elemento

– Modo de ocorrência na rocha original

• Mineral resistato anomalia clástica irregular.– Sn, Be, Pb (< móveis)

• Elementos dispersos de forma hidromórica anomalia regular

(como constituintes de argilas e óx. Fe-Mn)– Zn, Cu, Co (> móveis)

Intemperismo e formação do solo.

Depende:

- Mecanismo de dispersão

- Comportamento do metal

- Tipo de solo- Humus fino ou

ausente

- Massas espessas de

óxidos de Fe e Mn,

- Zona fina de

lixiviação

- Rocha ígnea sã

4. Variações com a profundidade e tipo de solo

• Solos imaturos

Variação menos importante:

Cu, Pb, Zn enriquecem no

humus, topo orgânico do solo.

• Solos maturos

Qual característica?

Metais móveis se

enriquecem

no horizonte B.

• Humus fino ou ausente

• Zona fina de lixiviação

• Massas espessas de

óxidos de Fe e Mn,

• saprolito

• Rocha ígnea sã

4. Variações com a profundidade e tipo de solo

dispersão de metais

de A p/ B com o tempo! Meio?

Perfil de solo idealizado

Atividade biológica

máxima

Eluviação

(remoção de material

em suspensão ou

dissolvido em água).

Iluviação

(Acumulação de mat.

por deposição ou ptção

de água de percolação)

intemperismo

incipiente

Material original

(rocha ou nconsolidado)

Frag. orgânicos decompostos

parcialmente

Escuro, rico em MO (humus) +

matéria mineral

Cor clara, pouco estruturado

(pode ou não estar presente)

Marrom a marrom-alaranjado.

Acumulação de Arg.M ou Hidró. Fe.

Compacto, estrutura prismática

característica (concrec.)

Estrutura preservada da rocha mãe

Rocha mãeR

A1

A0

C

B

A2

solum

Aumento do conteúdo metálico de perfis de solo anômalo e de backgraonud, com a profundidade. Alamance Silt Loam, Carolina do Norte.

horizontes

de solo

profundi

dade

(cm)

descrição Perfil anômalo Perfil do back

ground

Pb Cu Zn Pb Cu Zn

A1 0-1 humus 440 150 260 100 20 160

A2 1-5 Silte cinza 840 300 300 190 24 140

B1 5-40 Argila

verm/amar

1000 380 280 230 34 140

B2 40-75 Mesmo

estruturado

1300 750 410 370 57 160

C >75 Rocha

intemperizada

1700 1100 440 180 59 110

• Em terrenos inclinados – anomalia tende a

leque inclinado.

• Corpo de minério inclinado preservado

(Fig.)

• Anomalia distorcida por rastejo ativo (Fig.)

5. Distorções das anomalias


Efeito da topografia no formato e no deslocamento de anomalias

de solos. (Granier, 1973; seg Licht, 2000)

Halos assimétricos halos simétricos

Efeito da topografia no formato e no deslocamento de anomalias

de solos. (Granier, 1973; seg Licht, 2000)

Dispersão de fragmentos

resistentes por rastejo do solo

Ruptura e deslocamento de

Anomalias por deslizamento

Ruptura e deslocamento de

Anomalias por colapso

Soterramento de anomalia na

Cobertura residual por colúvio


• Perfil deslocamento de uma anomalia de solo residual, resultado de compactação durante intemperismo de um depósito já mergulhante no Tennessee.Sph em calcário, clima temperado, sazonal, relevo moderado, solo caulinítico residual profundo.

Preservação de traços de um depósito inclinado, projetado no solo

Zonas de rastejo ativo, distorção física da anomalia.

• Anomalia residual de solo resultante de dispersão mecânica. Próximo do minérios a anomalia se torna mais estreita e mais intensa com a profundidade. Morro abaixo, ela diminui com a profundidade.

Anomalias epigenéticas na

cobertura residual

Solo formado!!

Anomalias epigenéticas

• Formadas pelo

afloramento do

lençol freático na

base das vertentes,

onde ocorre quebra

de topografia –

As surgências –

áreas úmidas e

ricas em M. O.nas

cabeceiras das

drenagens.

As surgências concentram os metais,

Barreiras geoquímicas.

Esquema da migração e acumulação

metálica para a formação de

surgências e solos hidromórficos

enriquecidos em metais. (Bandeira de

Mello, 1988. in: Licht, 2000)

Local da

anomalia

metal BG Pico

Solo

residual

Cu 75 480

Surgência

lateral ao

minério

Cu 100 2100

Contraste entre anomalia residual e de

surgência em Katanga, Zambia.


supergênico

3. NA COBERTURA TRANSPORTADA

• Depósitos recentes de glaciação, aluviões,

colúvios, pântanos, material vulcânico.

• Podem ser:

• Singenéticas e epigenéticas

• Singenética ocorre ao mesmo tempo que a matriz está

sendo formada.

Na cobertura transportada

singenéticas

• Feições comuns independente do agente

– movimentos puramente mecânicos de

partículas sólidas anomalias alongadas

na direção do movimento.

• Concentração grande de material do

minério perto da fonte e decai

rapidamente.

• Anomalias ausentes nas camadas

superficiais da carga transportada.

epigenéticas

• Padrões hidromórficos e biogênicos em

solo transportado não mostram padrão

especial diferentes dos comentados.

• Pode ser importante, pois o solo

transportado não tem distribuição dos

móveis só clástica. Aí os padrões

epigenéticos podem ajudar.

Sobrecarga glacial

• Interpretação complicada pela origem

diversa dos depósitos glaciais.

• Areia, argila, seixos e depósitos de

morainas de várias composições e

permeabilidade podem estar misturados.

• Determinar o tipo de depósito glacial:

glacial, fluvioglacial, glaciolacustre.

• Anomalias singenéticas e epigenéticas

são importantes

1. Perfis geoquímicos de carga glacial,

depósito de cobre Mallow, Ireland. a, b, c

sobre rocha mienralizada; d) rocha não

mineralizada.

2. Moraina com Pb e Zn, depósito de Cu de

Noranda, Quebec (80#)


Colúvios:

• Depósitos de origem local construídos nas encostas das vertentes movimentos gravitacionais

• Resultam de movimento de rastejo ou fluxo de detritos.

• Granulação varia entre fragmentos mal selecionados a argila fina;

• Em áreas antigas podem cobrir áreas extensas – preenchem velhos vales (>100m profundidade)


Aluviões

Mesmo intervalo grande de tamanho de grão, melhor selecionado e estratificado.

Nas anomalias de aluvião, metal pode derivar de erosão de anomalia de solo, ou de áreas de surgências.

Em áreas planas, abertas, aluviões podem cobrir vasta área.

Anomalias singenéticas em

colúvio e aluvião

• Feições clásticas singenéticas mostram o

efeito da movimentação mecânica das

partículas sólidas.

• Anomalias alongadas na direção do

movimento.

• Ataque químico forte para desagregar os

fragmentos que contém os metais.

a. Perfil geológico, depósito de Mission-Pima, Arizona; b. teor de Cu de aluvião em 2 furos de sonda sob o depósito.


Distribuição idealizada da variação de teores de um metal com a profundidade,

a partir de um corpo mineralizado sotoposto a uma cobertura residual (A) e

transportada (B) (Rose, Hawkes and Webb, 1979, in Licht, 2000)

AB

minériominério rocha

rocha

Cobertura residualCobertura transportada

em camadasDistribuição do teor do

Metal do perfil de poço

Anomalias singenéticas pouca relação com minério não

aflorante.


Anomalias epigenéticas

• Na ausência de anomalias singenéticas

importantes, anomalias epigenéticas

hidromórficas e principalmente biogênicas

podem ser bons guias.


supergênico

4. Nas águas naturais

Anomalias hidrogeoquímicas

Águas naturais

• Elementos móveis (capazes de viajar nas águas

naturais) – grande utilidade em prospecção

geoquímica.

• U, F aplicação de maior sucesso

• Mo, Zn, Cu, SO4 importantes

• He, Rn, Cl, I, Se, As, Sb, Bi, Ce, Sn, Pb, Ag, Au,

Cd, Hg, Ni, Co, Cr, W, V, Nb, Be, K, Rb e Cs (Schartzev, apud Rose, Hawkes and Webb, 1979)

Distribuição e persistência

dos teores de fluor na

água de drenagem,

Prospecto do Brás,

PR (Ramos inédito).

Fluor em água

0,22 ppm

0,77 ppm

2,17 ppm

Águas naturais• A forma de ocorrência do metal na água leva a

decisão de como coletar, tratar e analizar.

• Solução ou suspensão?

• Difícil análise: ppb ( g/l)

Fases móveis mais importantes na água

• Cations

Como simples cátions: Zn2+, Cu2+, Co2+;

Como hidroxi-cations: Ca(OH)+

Poucos como oxi-cations: UO22+

• Ânions

• Simples ânions: S, Mo

• águas oxidantes oxi-ânios: SO42-, MoO4

2-,

• águas alcalinas: UO2(CO3) 22-; UO2(CO3) 3

4-

Águas naturais

• Átomos e mol sem carga: poucos elem. - Re, He, O2, H4SiO4

0 (melhor forma da Si em água), PbCO3

0

• Complexos orgânicos:

• se complexo organo-metal pequeno, metal facilmte dissolvido;

• se grande/sem carga (gravidade, filtro, centrífuga);

• se grande/carga – coloidal (floculado ou dispersado)

Águas naturais

• Partículas coloidais supensas: elem. insolúveis (em certas condições) na água:

Hidróx/óx. Fe,Mn, Al coloides em soluções oxidantes a neutras.

ex. Au preto

• Íons adsorvidos ou suspensos em matéria suspensa (contrastante com matéria dentro da partícula):

• Pequeno tamanho de partícula leva a grande superfície específica grande CTC

Forma de ocorrência do metalDepende de:

• Propriedades químicas do elemento

• Parâmetros físicos e químicos

• História da solução

• Cations, anions, pares sem carga, ions

adsorvidos mudam de uma forma a

outra em segundos!

• Outros tipos persistem após se

formarem.

Águas naturais

• Os metais podem variar de um modo de

ocorrência a outro.

• Fundamental saber a forma em que o metal

desejado viaja para saber como mantê-lo na

água coletada e posteriormente extraí-lo!!

• Íon: pptção da solução, coleta em resina

• Material grosso em suspensão: filtração em membrana,

• Acidificação dissolve partículas

• Ácidos fortes oxidantes – metal em MO

• Variações da época do ano na fração do conteúdo de Cu total em águas de um lago. E no tipo de ocorrência do Cu – orgânico e iônico.

Variações sazonais nas várias

formas de Cu na água superficial,

Lago Quinnapaug, Connecticut.

Águas naturaisÁgua superficial vem de:

• escoamento superficial,

• fontes e surgências,

• águas subterrâneas.

• Fluxo estável das águas de drenagem é um dos fatores da maior importância na homogeneidade da feição anômala.

• Decréscimo progressivo – entrada do metal em um único ponto da drenagem,

• Feição dispersa - entrada em muitos pontos.

Fatores que afetam a composição das

águas naturais (maiores e traços)

• Solutos na chuva ou neve (início)

• Grau de reação com rocha e solo

• Perda de constituintes por

precipitação/adsorção

• Perda de água por evaporação,

transpiração, ou reação com minerais

Persistência de anomalias em

águas naturais

• A utilização da anomalia hidrogeoquímica

depende do quanto ela se estende a jusante da

fonte antes de normalizar ao background de

novo.

• A amplitude e persistência depende:

– Contraste na fonte

– Diluição

– Precipitação e adsorção

Persistência de anomalias em águas

Contraste na fonte:

• Rápida solubilização dos minerais de

minério – alto contraste

• Taxa de solução dos minérios primários

depende:

– Estabilidade no intemperismo

– Acesso das soluções percolantes

– Solubilidade dos produtos secundários

Contraste na fonte

Taxa de dissolução dos minerais de minério

depende: solubilidade na água – quantidade

do metal na água:

• Óxidos solubilidade baixa (mg, cassit, crom.)

• Sulfetos vulneráveis ao ataque de águas

ácidas-oxidantes – gera óxidos sulúveis

• Taxa de decomposição dos sulfetos

acelerada pela presença de pirita.

Contraste na fonte

• Rochas carbonatadas neutraliza pH e

inibem ppetação de metais.

• Fraturas libera metais solúveis

aumentando a superfície de reação entre

minério e solução oxidante;

• Rochas cisalhadas permeáveis minério

disseminado tem anomalia mais forte que

minério compacto (mesmo teor/tonelagem)

Contraste na fonte:

Anomalia de metal pesado

em córregos,Gambler Gulch,

Keno Hill, Yukon Territory.

Alto contraste na fonte devido

a ocorrência de sulfetos

expostos a oxidação e

lixiviação em pits de mina ou

Fraturas.

Diminui contraste:

muitas chuvas

Alto relevo, clima

Contraste na fonte:

• Solubilidade de um elemento governado

pela presença de outros:

• Concentração de U depende da

concentração de HCO3- complexo

uranil-carbonato (muito solúvel)

• Caso de analisar não só U, mas outros

complexos importantes.

• Alto relevo e pluviosidade baixo

contraste

Persistência de

anomalias em águas

• Decaimento por

diluição

Diluição por águas

estéreis – feições

seguidas por longas

distâncias.

Decaimento de anomalia de água

Superficial por diluição por água

Subterrânea em surgência, e até

por águas de background.


• Decaimento por diluição

Diluição de anomalia (Trabalho clássico de Sergeyev), mostrando o decaimento

Dos metais pesados anômalos por diluição de pequenos incrementos de rios

Tributários e surgências derivados de locais sem mineralização, background.


• Decaimento por barreiras de precipitação

ou barreira geoquímica

Mudanças no ambiente causam precipitação:

- pH

- Potencial de oxidação

- Concentração de substâncias de

precipitação


• Barreira geoquímica


- Interação de água e sólidos

- Mistura de águas

- Perda ou adição de gases vindos de

surgência


a) Oxidante – ppt óx. Fe-Mn ou S nativo por

oxidação de soluções redutoras (pântanos

emergentes);

b) Redutora – ppt U, V, Cu, Ag como metais ou

óxidos de baixa valência por redução de

águas oxidantes (M.O., gases, águas red.);

c) Redução/tipo sulfeto – Fe, Cu, Ag, Zn, Pb,Hg,

Ni, Co, As, Mo, redução de águas sulfatadas -

atuação de bactérias redutoras.


a) Sulfato/carbonatada – Ba, Sr. Ca ppt,

aumento de sulfato ou carbonato: mistura de

águas, oxidação de sulfetos, passagem por

calcários

a) Alcalina - Ca, Mg, Mn, Fe, Cu, Zn Pb

precipitam pelo aumento de pH: interação de

águas ácidas com rochas carbonáticas ou

silicosas ou mistura com águas alcalinas.

b) Adsortiva - Cu, Pb, Ni, Co, Zn adsorção ou

co-precipitação em óx-hidróx., argilas, M.O.


a) Prrecipitação de barreiras ocorrem em fontes

os surgência, onde a água subterrânea vem à

superfície.

b) Encontra um ambiente com oxigênio, luz do

sol, atividade orgânica.

c) Precipitação de limonita/goetita oxidação

de Fe ferroso.

d) Co-precipitação de metais com liminota ou

M.O. da surgência.

Precipitação de metais pesados

a partir de água de surgência, Potosi,

Distrito de Zn, Wisconsin.

Exemplo de co-precipitação de zinco

com aumento de pH e oxidação.

Zn vai para os sedimentos.

Teor de Cu, Zn, Fe, pH em

água de drenagem Mina de

Cu, Bute, Montana.

Drenagem altamente

contaminada abaixo da mina.

Águas ácidas ricas em metais,

da mina, é diluída

progressivamente por águas do

background, com pH normal.

Note o que acontece com o Cu

no pH de hidrólise 5,3.

Decaimento de Cu, Pb

e Zn em águas de

Lago do permafrost e

aumento de pH e Zn

em

Sedimento, NW

Territory, Canadá.

A anomalia do Zn tem

o maior contraste dos

3 metais, e Pb decai

mais rapidamente e cai

fora do sistema.

Óxido de Fe cobre o

fundo do lago nas

localidades onde decai

fortemente o conteúdo

de metais.

Aumento de Zn nos

sedimentos do lago

complementa o

decréscimo nas águas

Variações de tempoIlustração de

descarga de U

causado por

período de chuvas

seguindo período

de seca. Na seca

os produtos

solúveis de

oxidação se

acumulam.

Efeito da diluição e

descarga (flushing) no

conteudo metálico da

água de rio.

Se a diluição é o processo

predominante o decaimento

dos metais é notado logo

após as chuvas.

A taxa de conteudo metal /

sólidos totais dissolvidos

(condutividade) é mantida

durante a diluição.

Se descarga domina, um

período de alto conteudo de

metal no rio é observado.

Diluição pode ser evidente

antes e depois do período de

descarga.

Variação no conteudo de

U de água de rio com

mudanças das condições

de clima, Nova Zelandia.

Chuva seca chuva seca

Forte fraca F +F

Correlação entre conteúdo de metal-pesado da água com nível de água

no rio Altachi, Regia da Transbaikal, Sibéria..

Correlação boa e

constante de metal pesado

em períodos de baixa

descarga do rio, baixo

nível.

Padrão errático e alto

quando o rio enche.

Anomalias em água subterrânea

Distribuição do

Mo no solo e

fontes de água

próximo ao

Depósito Lyangar

(Mo)

Padrões em forma de leque ricos em Mo,

provenientes da agua subterranea ,

Deposito Kairakty, Cazaquistão

• Ilustrações

diagramáticas de água

subterrânea anômala

causada por fissuras

permeáveis em

camadas impermeáveis

• A)anomalias em água

fluindo em trabalhos

subterrâneos;

• B)restrição de fluxo por

folhelhos em camadas

com fraca inclinação;

• C)fluxo de aqüífero

artesiano controlado por

rocha capeante e zona

de fissura

• Variação no

conteudo de Cu-

Zn de agua

subterranea em

relação a

distancia do

deposito

• Asia central

• Conteudo

de U em

agua de

rio,

Michigan

• Conteudo de metal

pesado

• Misouri crrek,

colorado

• (ppb)

• Anomalia de

cobre e

molibdênio em

água de lago,

• Norte Maine


supergênico

5. Nos sedimentos de drenagem

Sedimentos de drenagem

• Modo de ocorrência dos elementos:

– Produtos sólidos - minerais pesados - Berilo.

– Soluções

– Colóides –precipitam e recobrem os grãos

– Suspensos ou adsorvidos

• Distância transportada inversa ao

tamanho do grão.


• Fração:

Concentra nas frações mais grossas ou nas

mais finas:

• Grossa (>32#) óxido de Fe, rica em

Cu,componente detrítica,

• Intermediária (32-250#) quartzo

• Fina (<250#) argila e coloides, metais

adsorvidos


• Contraste

– Maior mobilidade gera amplitude maior nas

caudas de dispersão

– Contraste primário na fonte,

– diluição com estéril;


Teores em Be de diversas frações granulométricas em

sedimentos de drenagem em Ishasha, Uganda (Rose,

Hawkes and Webb, 1979)

Teores altos em frações

Grossas devido ao

Berilo e nas finas provável

Ao Be em argilas


• Padrões de decaimento

– Contraste na fonte

– Introdução do metal na drenagem

– Diluição pelo acréscimo de material erodido

das margens ou

– Pelo aporte de sedimento dos tributários

estéril

• Dispersão de Cu em (ppm) em sedimento de drenagem em mineralização de cobre, Uganda, 80#.

anomalias geoquímicas parte 1 - grupo gestor de ... · distribuição de metais móveis e imóveis...

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