Download - Aula 3 Dep Superficiais 2011
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DEPSITOS DE
CONCENTRAO RESIDUAL
DEPSITO DE
ENRIQUECIMENTO
SUPERGNICO
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Depsitos de
Concentrao Residual
Os depsitos de concentrao residual soimportantes em clima tropical mido como o
Brasil.
Acumulao residual de uma ou maissubstncias estveis em condies superficiais.
Depsitos intempricos: mantos deintemperismo, ou regolitos.
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Intemperismo
Intemperismo engloba todos os processos
de alterao de rochas e minerais na
superfcie da Terra, que ocorrem em contato
com:
atmosfera, hidrosfera e biosfera.
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Principais fatores:
Ambientais: Clima, relevo, vegetao, circulao de gua, condies de Eh e pH, variaes no nvel do lenol fretico
Temporais: tempo de atuao dos processos
Geolgicos: composio e porosidade textura da rochas permeabilidade
situao tectnica (soerguimentos, estabilidade)
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Intemperismo
Agente principal: ?
guas superficiais.
Estas so freqentemente cidas devido :
Oxidao de sulfetos (pirita) H2SO4 (ac. sulfrico).
dissoluo de CO2 da atmosfera, formando H2CO3 diludo;
presena de cidos hmicos (processos biolgicos de degradao da M.O. nos solos);
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Principais processos: ??
Dissoluo
Oxidao
Hidratao/hidrlise
Carbonizao
Quelao
Intemperismo Qumico
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Ataque potente das rochas e minerais!
Mudana completa das propriedades
fsicas e qumicas.
Aumento no volume dos compostos
minerais secundrios (formados durante o
intemperismo) quando comparados com
os minerais primrios da rocha original.
Intemperismo qumico
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Sequncia de minerais tamanho argila caractersticos dos diferentes
estgios de intenperismo
estgio Mineral
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Gipsum (halita)
Calcita (dolomita)
Olivina-hornblenda (diopsdeo)
Biotita (glaunita, clorita)
Albita (anortita, microclnio)
Quartzo
Ilita (muscovita, sericita)
Micas intermedirias
Montmorilonita
caulinita (haloisita)
Gibsita (boemita)
Hematita (goetita, limonita)
Anatsio (rutilo, ilmenita)
Aumento
estabilidade
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Resduo
Soluto
Minerais secundrios
Produtos do intemperismo qumico:
?
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Elementos insolveis em gua, Al3+, Fe3+,Ti e minerais.
ex. quartzo - um resistato (pouco reagente
e dureza alta) areia.
- Zirco, xidos de Ti, turmalina
- Au, Pt, cassiterita, columbita-tantalita,
cromita, berilo
- wolframita, scheelita, barita (friveis)
Resduo
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So os elementos mveis em soluo.
Metais alcalinos (Na e K), ETR, Mg, Ca eSr so lixiviados,
Vo parar nos oceanos, onde seroprecipitados como calcrios, dolomitos eevaporitos.
99% do material transportado em soluopelos rios: Na, Mg, Ca, K, Cl, SO4, HCO3,SiO2.
Soluto
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Argilominerais
Oxi-hidrxidos de Fe-Al-Mn
Minerais de minrio secundrios
gossan
Minerais Secundrios
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Transformaes mineralgicas no
intemperismoMinerais primrios Produto (minerais secndrios)
Mficos (ferro-magnesianos)
Olivinas, piroxnios, anfiblios
Argilo-minerais ricos em Fe e Mg,
ex. talco (Mg);
xidos e hidrxidos de Fe,
ex. hematita, goethita
feldspatos Micas de Na e K (muscovita e sericita)
e argilominerais de K, Al
Ex. caulinita (Al) e ilita (K )
micas argilominerais de K, Al
Ex. caulinita (Al) e ilita (K )
quartzo Resistato, forma gros de quartzo, areia
Argilas Partculas coloidais que so lixiviadas da
fonte ou permanecem in situ (depsitos
de argila residual).
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Resduo final de uma rocha intensamente
intemperisada:
Clima quente
e mido,
baixa taxa de
eroso
Quartzo (se abundante na rocha matriz)
Caulinita (argilo-mineral de Al)
Gibbsita (hidrxido de Al)
Goethita /limonita
Rochas formadas por intemperismo nas condies acima
mencionadas: Lateritas de Fe, Al (bauxitas), Mn ou Ni
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Concentrao residual
Campo para vrios ambientes, incluindo solos, em termos de Eh pH.
Est dentro do campo de estabilidade da hematita.
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Como um Perfil de solo idealizado?
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Perfil de solo idealizado
Atividade biolgica
mxima
Eluviao
(remoo de material
em suspenso ou
dissolvido em gua).
Iluviao
(Acumulao de mat.
por deposio ou pto
de gua de percolao)
intemperismo
incipiente
Material original
(rocha ou nconsolidado)R
A1
A0
C
B
A2
solum
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Mobilidade dos xidos no
intemperismo
Grupo xido Mobilidade
relativa
Sesquixidos
Dixido
Cr2O3
Al2O3
Fe2O3
TiO2
Baixa 1 - 100
Alcalinos e
alc. terrosos
SiO2
K2O
Na2O
CaO
MgO
Moderada 100 500
Alta
500 10.000
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Principais depsitos de
concentrao residual
Fe2O3, Al2O3, caulim, Ni,Mn, Au, Pt, Ti, P
Laterita (Fe)
Bauxita
Mangans residual
Garnierita (ou laterita de Ni)
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Lateritas de Ferro
O intemperismo latertico sob rochas ricas em ferro pode produzir concentraes adicionais de ferro, devido a lixiviao de slica.
As ocorrncias economicamente mais importantes de lateritas de ferro so:
BIF
rochas ferro-magnesianas
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Lateritas de Ferro
precipitao alta e a altitude baixa.
Principalmente nas regies pr-cambrianas do Brasil e Austrlia, seguidas
por ndia, Canad e USA.
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lateritas, palavra
latina para terra de tijolos, (brick
earth).
Em climas tropicais - cidos hmicos abundantes e lixiviao efetiva. somente os xidos insolveis permanecem na superfcie.
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Trs perodos principais:
Meso-Cenozico (mapa) dominio
final do Proterozico ao final do Cambriano; Russia, Deserto de Israel,
Grcia e Turquia, (metamorfizados),
Africa do Sul
2000 Ma;
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Depsitos
cenozicos
30 sul e
norte do
Equador
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Depsitos
cenozicos
30 sul e
norte do
Equador
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Solo Perfil latertico tpico
canga
Extrao de slica
Hematita frivel/mole
Goetita,
Caulinita,esmectita,
< 20% alterado
Texturas relictas
Rocha s
Lixiviao de SiO4.
Ppt e altitude
R e g o
l i t o
saprolito
Zona
Plsmica (argila)
Arenosa (areia)
sa
pro
lito
saprorocha
Frente de pedoplasma
saprolito
pedolito Zona mosqueada
Crosta latertica
Colvio latertico
Solo
grosso
fino
branco
Frente
cimentao
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Zona mosqueada
Desaparecimento das texturas e estruturas das rochas- me,
Colapso do volume;
Muitos vazios
Branca (qzo e caulinia) manchada de vermelho (hematita-goetita);
Rochas-me pobres em ferro
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Pislito Al e Fe podem ser transportados em soluo em
condies de Eh e pH baixas.
Por exemplo, o ferro
solvel como on de Fe2+ ou
como complexos orgnicos,
sulfatos e hidrxidos em
guas cidas redutoras.
Os produtos de oxidao
oxidos e hidrxidos de Fe e Al
so re-pptados assim que se
formam - altas cond. Eh e pH.
A evidncias destes produtos
de oxidao serem solubilizados
em estado coloidal a presena
de estruturas orbiculares
Concrecionais chamadas pisolitos.
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Exemplos
Perfil de lateritas em Cuba. A concentrao de ferro suficiente para formar a zona de concreo marginal.
Perfil de lateritas de ferro com ouro.
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Serra da Rola Moa, sustentada por crosta laterita - duricrosta
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Serra da Rola Moa, BH
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canga
Iron crust, duricrust, ferricrete
Horizonte tampo do perfil latertico completo
e autctone.
Pode ser dividida em horizonte bauxtico
inferior e frrico no
superior.
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Depsitos laterticos brasileiros perfis maturos.
a) Mina de ferro de N4 de Carajs;
b) Mina de ouro de Igarap Bahia (exaurida em 2003), Carajs;
c) mina de cassiterita de Pitinga, AM;
d) exposio de bauxita no Pitinga;
e) Mina de Mn no Azul, Carajs;
f) Mina de Ni de Niquelndia, Go.
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Limonita - FeO(OH)
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limonita
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BAUXITA
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Bauxita
xidos de alumnio hidratados:
gibbsita [Al(OH)3], boehmita [AlO(OH)] e disporo [AlO(OH)].
Bauxita se origina a partir de todos os tipos de rocha com contedo de mais 15% de Al2O3
Pislitos
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Idade
Mximo:
fim do Mesozico-incio do Tercirio,
2 pico: Mioceno-Plioceno (basaltos).
bauxitas mais velhas Neo Proterozico
outro pico fim do Devoniano-Carbonfero.
Bauxita
Pislitos
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Classificao
Quanto rocha encaixante:
depsitos associados com terrenos krsticos e seqncias de rochas carbonticas
Terra Rossa ou carst- 14% da produo.
Mediterrneo e oeste da ndia.
depsitos associados a outros tipos de rochas
Latertica - 85% da produo
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Classificao
Quanto ao ambiente tectnico:
As bauxitas podem ser divididas em:
bauxitas de regies altas;
bauxitas de plataformas subsidentes;
bauxitas de plataformas calcrias
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Evoluo
A bauxita o produto de processos
pedognicos formados sob condies
intempricas:
progressiva dessilificao da rocha
concentrao de alumnio no solo residual.
regies de clima tropical e equatorial.
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Espessos pacotes de bauxitas
Temperatura Taxas de precipitao elevadas, Vegetao abundante - cidos hmicos Progressiva dessilicificao das rochas:
condies alcalinas liberao de bases em soluo, durante a dissoluo da rocha.
Contrrio, a concentrao de ons de alumnio hidrolisados em soluo e a sua remoo dos solos decresce drasticamente com o aumento do pH.
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Espessos pacotes de bauxitas
A textura das rochas: porosidade e permeabilidade.
Movimento das guas subterrneas: lixiviao progressiva dos elementos mais mveis e mais
imveis.
Tempo necessrio: apenas 10.000 anos.
Estabilidade tectnica: permite que os processos de intemperismo qumico predominem sobre os
fsicos.
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Espessos pacotes de bauxitas
latosolos,
Andosolos, cinza vulcnica
podsolos. r. cidas (qzo)
Confinados a peneplanos antigos associados aregies quentes e midas.
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Depsitos brasileiros
Depsito de Trombetas, Par. A maior
mina de bauxita do mundo.
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Boddington Bauxite Mine
Depsito de
bauxita
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Terra Rossa
+ 55% Al2O3
0-5% SiO2 +
Fe2O3
Preenche
depresses
krsticas
Origem da bauxita da Jamaica
Gibsita Al(OH)3
Boehmita AlO(OH)
Disporo AlO(OH)
Folhelhos, conglomerados, calcrio
Tufos, conglomerados
Andesito prfiro
Calcrio amarelo
Calcrio branco com bauxita
Formaes praias
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5 m de Cinza vulcnica bentonita
Cinza para bauxita:
Dessilicificao de vidro, plagioclsio, biotita, e mf.
O calcrio tem pouca contribuio qumica:
Controle: Rpido e eficiente dreno que lixiviou a slica e Fe3+.
Cinza vulcnica
Bauxita, Mio-Holo
Calcrio impuro e bentonita Mio
Calcrio puro Eo-Mio
r. gnea bsica e interm. Terc-K
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gibsita
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boemita
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disporo
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Mangans residual
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Parnteses......
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Depsitos sedimenta-
res de mangans
solues hidrotermais de baixa T,
processos sedimentares: ambientes marinhos profundos,
ambientes marinhos rasos,
ambientes lacustres.
Comportamento qumicos semelhante ao Fe.
O Mn2+ solvel condies redutoras e de pH cido.
O Mn3+ precipita em condies oxidantes e mais alcalino.
M. O. influencia a precipitao do mangans.
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Ambiente geotectnico de
deposio
Ndulos de mangans
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Minerais de Mn
Alabandita: MnS (Mn2+)
Rodocrosita: MnCO3 (Mn2+)
Rodonita: MnSiO3 (Mn2+)
Manganosita MnO (Mn2+)
Hausmanita: Mn3O4 (Mn2+ e Mn3+)
Manganita: Mn2O3 (Mn3+)
Pirolusita: MnO2 (Mn4+)
Psilomelano: Ba (Mn+2,Mn+4)9 O182H2O
pH
Eh
Hausmanita
2 4 6 8 10
Pirolusita
0,8
0,6
0,4
0,2
00
-0,2
-0,4
rodocrositapirolusita
Estabilidade dos compostos de Mn no diagrama Ph Eh.
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Ambiente de formao
Em relao ao Fe3+ o Mn3+ mais mvel e tende a precipitar em pores mais distais.
possvel separar o Fe do Mn na gua do mar pelo aumento gradativo do Eh.
Em profundidade, sob condies anxicas, Si e Fe ascendem em direo plataforma
continental - BIF.
xidos e carbonatos de Mn podem precipitar depois, quando as solues remanescentes
alcancem pores mais oxidadas da plataforma.
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Ambiente de formao
A deposio do mangans dependente tambm da P CO2.
Grandes depsitos de mangans tambm so favorecidos por transgresses marinhas que movimentam grandes quantidades de guas anxicas em direo plataforma.
A maioria dos dados de campo indica uma transio entre fcies de BIF para carbonato de mangans, para xido de mangans.
gua anxica
gua oxigenada
Transgresso marinha
Ox Mn Cb Mn BIF
Margem passiva
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Trs tipos de depsitos de MnDepsitos vulcano-sedimentares
depsitos associados a tufos e materiais afinidade hidrotermal
submarina ou subarea;
depsitos associados as BIF deorigem exalativa distal subaqutica.
Depsitos sedimentares terrgenos:
minrio em pntano (bog ore), lagunas ou fluvial;
sedimentos continentais terrgenos em bacias.
Mn
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Fecha Parnteses......
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Lateritas de mangans
rochas ricas em mangans (na ordem de 30 %).
Os principais depsitos conhecidos associam-se as seguintes rochas fonte Pr-cambrianas:
rochas carbonatadas manganesferas queluzitos - com rodocrosita. Pedra Preta, Bahia.
rochas bandadas de alta T com xidos de Mn;
gonditos, rochas metamorfisadas ricas em silicatos a Mn, como a espessartita (granada), rodonita (piroxenide), tefrota (olivina), braunita e piemontita. Barnab, Bahia.
raramente, rochas com sufeto de Mn, alabandita e hauerita.
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Depsitos muito importantes, de at 100 mt
com teores de at 40% Mn.
Estas lateritas se desenvolveram em:
Escudo do Brasil: Morro da Mina, Conselheiro Lafaiete, MG; Serra do Navio, Amap; Azul, Carajs; Bahia; e escudo das Guianas;
Tercirio Inferior da frica: em rochas Pr-cambrianas de Volta Superior, Congo, Gabon, Ivory Coast, Ghana;
Escudo Pr-cambriano de Deccan; ndia.
Lateritas de mangans
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Seixos de Mn
Crosta de Mn
Camada
Oxidada mole
z. preta
z. ocre
Camada trans.
Camada mista
de Seixos de Mn
Com qzo.Parte inferior
grandes Blocos (>30cm)
em Crosta de Mn
camada crosta de Mn dura
Saprolito com textura relicta
Rocha alterada
Evoluo de um perfil latertico de intemperismo
sobre gonditos e xistos ricos em mangans.
Ivory Cost, frica.
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O intemperismo decomposio ao longo de zonas estrutural. ou mineralogic. fracas degradao minerais mficos.
O saprolito desenvolve uma camada cinza-esverdeada com argilas.
A tefrota, manganocalcita e clorita se alteram para uma mistura de oxi-hidrxidos de Mn e caolinita, cobertos por uma zona superior oxidada mole de muitos metros.
Em Conselheiro Lafaite, a seguinte sequncia paragentica pode ser observada:
pirolusita
rodocrosita e manganita nsutita
piroxenides groutitacriptomelano
Lateritas de mangans
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Conselheiro Lafaiete, MG
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Manganese mine near Reo, Flores island, Indonesia
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Pirolusita: MnO2 Ramsdelita MnO2 Psilomelano comp. incerta Criptomelano hausmanita Mn3O4 groutita MnOOH Manganita MnOOH; Manganosita Mn(OH)2 Nsutita Litioforita Mn0,7Mn5,3Al4,3O186.H2O
Minerais de minrio
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Pirolusita MnO2
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psilomelano
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Criptomelano - KMn8O16
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Ausmanita - Mn3O4
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GARNIERITAS
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Garnierita de (Ni e Co)
Os depsitos de garnieritas forma-se sob
rochas ultramficas e seus produtos de
alterao (serpentinizao).
elevado teor em elementos siderfilos Cr,
Ni, Co.
sulfetos, espinlios, olivinas, piroxnios e
outros componentes mficos.
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Garnierita de (Ni e Co)
Garnierita um nome genrico usado para
a serpentina niquelfera
[(Mg>>Fe,Ni)3Si2O5(OH)4].
Saponita (montmorilonita niquelfera)
tambm um importante mineral de
minrio.
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Garnierita
Mina de nquel Cerro Matoso
Prximo de Montelibano,
Monteria, Crdoba, Colombia.
Intemperismo de peridotitos. Perfil de alterao:
Crosta escura Fe-Mn, laterita pisoltica verm., laterita verm.,
Laterita amarela, saprolito, encaixante da garnierita,
Minrio de Ni, encaixante s.
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Depsitos
As reas mineradas mais importantes, com grandes reservas de nquel, so:
New Caledonia, Fiji;
Cuba;
frica do Sul;
Austrlia;
Grcia
Filipinas.
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Depsitos
Todo o nquel produzido no Brasil, at a abertura da Mina de Nquel de Fortaleza de
Minas (1998), era de depsitos de
garnieritas de:
Niquelndia (Go) e
Morro de Nquel (desativado).
Hoje: Barro Alto, Niquelndia, e muitos prospectos no Brasil.
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Essa serpentina de nquel
ocorre nas bandas verde-
azuladas e tem densidade de
2,3 a 2,8.
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O nquel ferro magntico e quando usado
com Fe e Co forma ligas metlicas de grande
resistncia.
Meteoritos tem de 5 a 20% de Fe-Ni.
Usado em ao inoxidvel.
Super ligas, metais resistentes a corroso e
usados em altas T.
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garnierita
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- Serpentina (ou silicatos)
niqulferas
(Mg>Fe,Ni)3Si2O5(OH)4
- Saponita- montmorilonita Ni
- Asbolano (massa
criptocristalina de Mn e Co.
- Ni enriquece no saprolito (slica)
e
- Fe e Al na zona superior,
oxidada (pode ter Ni, mas em
menor quantidade-Filipinas).
Depstios de garniteritas de Ni e Co
Bloco diagrama da topografia e
dinmica da formao de lateritas,
New Caledonia, Austrlia.
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Perfil do depsito de Garnierita
Zona de
laterita
residual
1-20m
Z. Saprolito
com Ni
1-20m
Z. do
peridotito
fresco
Chapu de Fe
Pislitos de Fe
Limonita verm.
Limonite amar.
saprolito
Impregna. garn
+40% garnierita
minrio
New Caledonian, Austrlia
Fe2O3
Al2O3
Cr2O3
NiCo e Mn
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Resumo - Garnieritas
O nquel se enriquece pouco em relao a rocha original (2 a 6X) , pela remoo de Mg.
A zona saproltica, alm da concentrao residual, recebe Ni da zona oxidada superior.
O Co concentra, com o Mn, na laterita ferruginosa de cobertura.
Os depsitos recentes tm a goetita como M. M.
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Resumo - Garnieritas
os mais antigos tm os silicatos como M. M.
O processo de concentrao do nquel deve ser funo do pH e da quantidade de slica em
soluo:
Os silicatos de Ni so estveis em regies com pH bsico (> 8).
Em ambientes mais cidos e com pouca slica, o Ni entra em soluo.