Noes de Prospeco e Pesquisa Mineral para Tcnicos em Geologia e

Minerao

Presidente da RepblicaLuiz Incio Lula da Silva

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Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Rio Grande do Norte (IFRN)

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Conselho EditorialSamir Cristino de Souza (Presidente)

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Jernimo Pereira dos SantosJos Yvan Pereira Leite

Valdenildo Pedro da Silva

MARIO TAVARES DE OLIVEIRA CAVALCANTI NETOALEXANDRE MAGNO ROCHA DA ROCHA

Noes de Prospeco e Pesquisa Mineral para tcnicos de Geologia e Minerao

2010

Noes de Prospeco e Pesquisa Mineral para tcnicos em Geologia e Minerao Copyright 2010 da Editora do IFRN

Todos os direitos reservados

Nenhuma parte dessa publicao poder ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, eletrnico ou mecnico, incluindo fotocpia, gravao ou qualquer tipo de sistema de armazenamento e transmisso de informao, sem prvia autorizao, por escrito, da Editora do IFRN.

O contedo desta obra de inteira responsabilidade dos autores.

Diviso de Servios Tcnicos. Catalogao da publicao na fonte.

Biblioteca Sebastio Fernandes (BSF) IFRN

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CONTATOSEditora do IFRNAv. Senador Salgado Filho, 1559, CEP: 59015-000Natal-RN. Fone: (84)4005-2668/ 3215-2733Email: editora@cefetrn.br

Noes de Prospeco e Pesquisa Mineral para Tcnicos de Geologia e Minerao/ Mrio Tavares de Oliveira Cavalcanti Neto e Alexandre Magno Rocha da Rocha Natal/RN: Editora do IFRN-RN, 2010. 267 p. ISBN 978-85-89571-52-4

1. Prospeco e Pesquisa Mineral. 2. Ensino. 3. Cincia e tecnologia. I. Cavalcanti Nt., Mrio Tavares de O., II. Rocha da Rocha, Alexandre Magno. IV. Ttulo.IFRN-RN/BMC

CDU 81

NOTA DOS AUTORES

Aps 20 anos auxiliando na formao de Tcnicos de Geologia e Minerao, nos tomamos de sobressalto com a constatao de que nenhum livro didtico havia sido produzido para esses profissionais at a presente data. As leituras tcnicas sempre foram extradas de simplificaes de Livros destinados a Gelogos e Engenheiros de Minas, resumos ou anotaes, s vezes em formato de apostilas, entre outras modalidades do gnero. O desafio estava, portanto, lanado: publicar um Livro destinado exclusivamente para esse segmento de profissionais que tm prestado contribuies incomensurveis e decisivas ao setor Mineral Brasileiro, mas que se mantm a margem do merecido reconhecimento, na grande maioria das vezes no lhes cabendo sequer o papel de coadjuvantes.

Foram necessrios 2 anos para concluir a presente obra. Iniciamos com um site, solicitando a contribuio de tcnicos que atuam no mercado. Vrios deles nos atenderam, merecendo registro a participao de Gustavo Luiz de Oliveira, atravs do qual desejamos externar nossos agradecimentos a todos os demais que nos enviaram crticas, sugestes e incentivos. Foi decisivo o apoio da Pr-Reitoria de Pesquisa, atravs do prof. Jos Yvan Pereira Leite e do bolsista de Iniciao Cientfica Rai Roberto Dantas da Cunha. No poderamos deixar de reconhecer a ajuda da atual Diretoria do DIETREN, cujo Diretor prof. Joo Batista Monteiro de Sousa viabilizou ambiente para concluirmos este trabalho. E, finalmente, a todos os alunos dos cursos de Geologia e Minerao do IFRN que utilizaram o site como uma espcie de Livro-Texto e propiciaram o feedback para nos orientar nessa empreitada.

Ao concluirmos este Livro, nos sentimos revigorados e j planejamos futuras edies com estes e outros temas de interesse, como Geofsica, Pesquisa de Rochas Ornamentais, Geoprocessamento, Economia Mineral, etc., e com maior participao de professores co-autores e contribuies de profissionais da rea. Aguardamos desde j essas participaes e contribuies.

O nosso principal intuito com este trabalho prestar uma merecida homenagem categoria com o primeiro Livro dedicado exclusivamente para esses profissionais. So milhares de Tcnicos de Geologia e Minerao, espalhados por todo o Brasil e pelo Exterior, personagens annimos de grandes descobertas e produes minerais. Graas aos seus esforos e dedicao viabilizaram o curso Tcnico de Geologia e Minerao do Rio Grande do Norte, o mais antigo em atividade no Brasil, tornando-nos referncia nacional na formao de profissionais nas reas de Pesquisa Mineral, Lavra e Tratamento de Minrio. Na oportunidade em que a Instituio comemora os cem anos, nada mais justo que agradecer o que esses profissionais fizeram e fazem para divulgar e promover o curso. Que este Livro seja uma sntese desse reconhecimento e que ele possa ser de grande proveito a todos.

APRESENTAO

No inicio do curso de geologia no Brasil, em 1957, pela falta de especialistas na rea, tornou-se necessrio import-los de outros pases para completarem o quadro de docentes. Estes, por sua vez, tinham dificuldades de comunicao, o que ensejou a no existncia de publicaes, at mesmo de livros didticos em nosso idioma, problema que perdura at os dias atuais, sendo raras as publicaes de trabalhos em portugus.

Portanto, apresentar este trabalho, alm da grande responsabilidade que me cabe, por se tratar da exposio de conhecimentos adquiridos em anos de pesquisa, elaborada por tcnicos de respeitabilidade, com alto grau de experincia na atividade de prospeco e pesquisa mineral, torna este livro, uma obra de grande valor didtico, da qual, todos ns especialistas do setor, devemos ter orgulho.

com grande satisfao que apresento esta obra de grande relevncia para nosso setor, indispensvel em nossas bibliotecas. Pois o Brasil com uma rea de oito e meio milhes de quilmetros quadrados, alm da plataforma continental, carece de mais especialistas, com esta fora de vontade e o amor que estes autores dedicam a atividade, produzindo informaes para elevar a qualificao dos profissionais do setor, mostrando passo a passo as noes de prospeco e pesquisa, com grande riqueza de detalhes, simplicidade e clareza.

Carlos Magno Bezerra CortezGelogo Chefe do 14 Distrito do DNPM

SUMRIO

I INTRODUO .............................................................................................. 13

I.1 Definies ................................................................................................. 13

I.2 Anomalia, Background, Limiar ................................................................ 18

I.3 Teores ........................................................................................................ 22

I.4 Associaes Geoqumicas e Minerais Formadores de Depsitos Minerais..................................................................................................... 26

I.5 Exerccio para Fixao ............................................................................. 29

II NOES DE DEPSITOS MINERAIS .................................................... 31

II. 1 Introduo ............................................................................................... 31

II.2 - Quanto a Forma do Corpo Mineralizado ................................................. 31

II.3 - Quanto ao Processo Formador ................................................................. 33

II.4 - Quanto a Caractersticas Especiais .......................................................... 47

II.5 Tectnica Global e Metalogenia .............................................................. 61

II.6 Classificao dos Depsitos Minerais Quanto a Regularidade ............... 65

II.7 Descrio de Depsitos Minerais ............................................................ 71

III - REGISTRO GRFICO DE DEPSITOS MINERAIS ........................... 73

III.1 Introduo .............................................................................................. 73

III.2 Noes de Cartografia e Geoprocessamento .......................................... 73

III.3 Mapas Temticos nfase na Geologia ................................................ 90

III.4 Blocos Diagramas, Desenhos Esquemticos e Documentao Fotogrfica.............................................................................................. 106

III.5 Levantamentos Expeditos ...................................................................... 108

IV - SELEO DE ALVOS (TARGET) e CARACTERIZAO DE PROSPECTOS...................................................................................................... 113

IV.1 Introduo ............................................................................................ 113

IV.2 O Aspecto Econmico ......................................................................... 115

IV.3 Informaes Existentes ........................................................................ 115

IV.4 Seleo de Alvos com Imagens de Satlite, Radar e Fotografia Area 117

IV.5 Seleo de Alvos com a Geofsica ....................................................... 120

IV.6 Seleo de Alvos com a Geoqumica ................................................... 123

V - NOES DE GEOQUMICA DE EXPLORAO ................................. 125

V.1 Definies Bsicas ................................................................................ 125

V.2 Abundncia dos Elementos Qumicos na Crosta ................................... 125

V.3 Classificao Geoqumica dos Elementos .............................................. 129

V.4 - Ciclos Geoqumicos e Ambientes Geoqumicos .................................... 131

V.5 - Mobilidade Geoqumica ......................................................................... 133

V.6 - Associaces Geoqumicas ....................................................................... 140

V.7 - Provncias Geoqumicas X Provncias Metalogenticas ......................... 140

V.8 Etapas e Nveis dos Levantamentos Geoqumicos ................................. 141

V.9 Anomalias e Paisagem Geoqumica ...................................................... 146

V.10 - Contraste Geoqumico ......................................................................... 153

V.11- Principios de Interpretao de Dados Geoqumicos ............................... 154

V.12 - Principais Mtodos da Geoqumica de Explorao ............................. 156

V.13 Sedimento de Corrente ......................................................................... 158

V.14 Pedogeoqumica ................................................................................... 167

V.15 Litogeoqumica .................................................................................... 169

V.16 Concentrado de Batia ......................................................................... 171

V.17 - Controle de Qualidade de Amostragem ................................................ 172

V.18 Evoluo Terica de uma Campanha de Amostragem Geoqumica ......... 175

V.19 Tipos de Anlises Qumicas em Pesquisa Mineral .................................. 176

VI TRINCHEIRAS E POOS DE PESQUISA ............................................. 179

VI.1 Definies, Tipos, Planejamento e Execuo ........................................ 179

VI.2 Levantamento ......................................................................................... 181

VI.3 Poo de Pesquisa .................................................................................... 191

VII SONDAGEM GEOLGICA .................................................................... 197

VII.1 Objetivos e Definies .......................................................................... 197

VII.2 Tipos de Sondagem ............................................................................... 198

VII.3 Alguns Exemplos Prticos (RESUMIDOS) .......................................... 223

VIII AVALIAO ............................................................................................. 235

VIII.1 Introduo ............................................................................................ 235

VIII.2 - Parmetros de avaliao de jazidas ...................................................... 240

VIII.3 Servios Mineiros ................................................................................ 242

VIII.4 - Cubagem de Reservas ........................................................................... 253

REFERNCIAS.................................................................................................... 261

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I - INTRODUO

I.1 Definies

Pesquisa e Prospeco Mineral um conjunto de conhecimentos, tcnicas e ferramentas utilizadas para a descoberta e estudo de Depsitos Minerais.

Os conhecimentos referidos na Definio acima so, entre outros: Mineralogia, Petrografia (gnea, Metamrfica e Sedimentar), Geologia Estrutural, Cartografia, Depsitos Minerais (ou Geologia Econmica), Foto-geologia, Informtica Aplicada, Estatstica Aplicada (ou Geoestatstica), Geotectnica, etc, etc, etc.

Um Depsito Mineral Recurso Natural no-renovvel, especificamente um Recurso Mineral metlico e/ou no-metlico. A Prospeco e Pesquisa Mineral tratam da execuo dos trabalhos necessrios definio da jazida mineral, sua avaliao e a determinao da exeqibilidade do seu aproveitamento econmico. Alguns autores diferenciam explorao e prospeco, sendo o objetivo da Prospeco o reconhecimento geral de um Depsito Mineral, enquanto a Explorao o reconhecimento detalhado do Depsito Mineral.

Os trabalhos de Prospeco e Pesquisa Mineral incluem, entre outros: Seleo de Alvos (anomalias); Levantamentos Geolgicos, Geoqumicos e Geofsicos; Planejamento, Execuo e interpretao de trincheiras, poos de pesquisa e sondagem, Quantificao de reservas minerais e determinao da viabilidade tcnica do seu aproveitamento econmico.

A Pesquisa e a Prospeco Mineral so, na realidade, as primeiras fases da Minerao. Segundo os economistas a Minerao um dos setores de maior risco de retorno do capital empregado. Esse risco varia em funo do estgio em que se encontra o projeto de Minerao (vide figura I.1) que consta de planejamento, compilao de dados e pesquisa bibliogrfica, reconhecimento, identificao de alvos, testes dos alvos, desenvolvimento dos estudos sobre o Depsito Mineral, Desenvolvimento da Mina e, finalmente, a Minerao. Cada um desses estgios envolve diversas atividades, tcnicas e procedimentos os quais somente so realizados aps criteriosa tomada de deciso sobre a continuidade do empreendimento e na dependncia de resultados anteriores.

Neste livro pretendemos apresentar as diversas atividades que um Tcnico de Geologia e/ou de Minerao desenvolve: levantamento, armazenagem e, em diversos casos, a interpretao de informaes para as tomadas de decises durante todos os estgios da minerao, que vo desde as de cunho bibliogrfico, de campo at as de escritrio. Para tanto, dividimos este Livro numa primeira parte que visa apresentar algumas definies bsicas de Depsitos Minerais e sua classificao. Em seguida, e ainda definido como bsico,

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procuramos informar como se procede ao registro grfico dos Depsitos Minerais, prestando informaes sobre Noes de Cartografia, GPS, Bssola, Levantamentos Expeditos e Mapeamentos Geolgicos tanto para os trabalhos de Reconhecimento, como de detalhe. A parte aqui denominada de Alvo ou Target refere-se a escolha de reas para caracteriz-las como um Prospecto digno de receber investimentos para seu estudo mais detalhado. As ferramentas utilizadas nesses estudos, desde a identificao do Alvo, sua caracterizao como Prospecto, e o estudo visando verificar dimenses e viabilidade de Implantao de um projeto mineiro envolve, alm dos assuntos j descritos: a Geofsica, a Geoqumica, Trincheira e Poos de Pesquisa e Sondagem englobando aquelas etapas da minerao definidas aqui como identificao de alvos, testes dos alvos, desenvolvimento dos estudos sobre o Depsito Mineral. Finalmente, em Avaliao, tratamos dos trabalhos e Servios Mineiros de Pesquisa Mineral para quantificao de reservas, avaliao da viabilidade tcnica e econmica. O Desenvolvimento da Mina e at a Lavra propriamente dita ou Minerao, a qual no ser tratada aqui, mas apenas os Servios de Pesquisa Mineral que so realizados nesse estgio.

O site http://www.pesquisamineral.cefet.hpg.com.br uma homepage deste Livro e estar em constante atualizao, inclusive com as contribuies dos tcnicos de Geologia e Minerao. Pretendemos incluir essas atualizaes em edies futuras do presente Livro.

Figura I.1: Estgios e dispndios em um programa de explorao mineral, modificado de de SHINTAKU

(1998) e http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/pt/Mineral_exploration#Stages_of_mineral_exploration

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Depsitos Minerais so acumulaes ou concentraes anmalas locais de rochas e minerais teis ao homem. Elas podem acumular minerais metlicos ou no-metlicos. No jazimento metlico um elemento qumico presente o objeto do interesse do homem (por ex: na scheelita o W; na pirolusita o Mn; na cassiteria o Sn, etc), enquanto no no-metlico uma propriedade fsica, como, por exemplo: minerais gemas (beleza, brilho, etc), argila (plasticidade), moscovita (resistncia eltrica), etc.

Alguns Depsitos Minerais no-metlicos tambm so chamados de Depsitos de Minerais Industriais que so, na realidade, rochas e minerais no-metlicos, aplicados em produtos e processos, como matrias primas, insumos ou aditivos, em diversos segmentos industriais, tais como, cermicas, tintas, fertilizantes, papel, farmacutico, vidro, abrasivos, plsticos, borracha, cimento e materiais de construo (ver Tabela I.1). Alguns minerais metlicos tambm so englobados nessa classificao dependendo do seu uso.

TABELA I.1 RELAO DE ALGUNS MINERAIS CLASSIFICADOS COMO INDUSTRIAIS

Alumina/Bauxita Diamante Mica Slica/Quartzo

Amianto Diatomita Olivina Ardsia

Argilas plsticas/Ball Clay Dolomita Perlita Vermiculita

Barita Feldspato/Nefelina-Sienito Potssio Talco

Bentonita/Atapulgita/

SepiolitaFluorita Pirofilita Sal

Minerais de Berlio Grafita Fosfatos/Apatita Gesso

Carbonato de Clcio xido de Ferro

Minerais de Titnio

Caulim/Haloisita

Calcrio/Cal Minerais de Ltio

Quando o Depsito Mineral pode ser aproveitado economicamente denominado de Jazida Mineral, ao passo que no sendo possvel seu aproveitamento econmico denomina-se de Ocorrncia Mineral.

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A tabela I.2 apresenta uma lista de elementos e seus respectivos minerais metlicos.

TABELA I.2 ALGUNS ELEMENTOS QUMICOS E SEUS RESPECTIVOS MINERAIS METLICOS

Elementos e res-

pectivos smbolos qumicos

Minerais mais comuns e respectivas composies

qumicas

Elementos e respectivos smbolos qumicos

Minerais mais comuns e respec-tivas composies

qumicas

Elemen-tos e res-pectivos smbolos qumicos

Minerais mais comuns e respec-tivas composies

qumicas

Elemen-tos e res-pectivos smbolos qumicos

Minerais mais comuns e respectivas composies

qumicas

Alumnio, Al

Bauxita, mistura de hidrxidos de alumnio e minerais argilosos

Mangans, Mn Pirolusita, MnO2 Cromo, Cr

Cromita, (Fe, Mg)Cr2O4

Estanho, Sn

Cassiterite, SnO2

Estannite, Cu2FeSnS4

Antim-nio, Sb

Estibinita (antimoni-te),

Sb2S3Jamesoni-te, Pb4FeSb6S14

Mercrio, Hg

Cinbrio, HgSCobalto,

Co Cobaltita, CoAsS Titnio, TiRutilo, TiO2

Ilmenita, FeTiO3

Arsnio, As Arsenopirita, FeAsSMolibdnio,

Mo Molibdenite, MoS2 Cobre, Cu

Cobre nativo, CuCuprita, Cu2O

Calcopirita, CuFeS2Calcosita, Cu2S

Malaquita, Cu2[(OH)2CO3]Azurita, Cu3[OH

CO3]2Covelita, CuS

Tungs-tnio, W

Volframita, (Fe, Mn)WO4Schelita, CaWO4

Berlio, Be Berilo, Be3Al2Si6O18Nquel, Ni

Pentlandita, (Ni, Fe)9S8

Niquelina, NiAsCloantita, (Ni, Co)

As3Garnierita, (Ni,

Mg)6[(OH)8Si4O10

Ferro, Fe

Magnetita, Fe3O4Hematita, Fe2O3

Limonita, FeOOH-nH2O

Siderita, FeCO3Pirite, FeS2

Urnio, U

Uraninita, UO2Torbernita,

Cu(UO2)2P2O8-12H2O

Autunita, Ca(UO2)2P2O8-

8H2O

Bismuto, Bi

Bismuto nativo, Bi

Bismutinite, Bi2S3

Bismite, Bi2O3

Ouro, AuOuro nativo, Au

Silvanite, AgAuTe4Calaverite, AuTe2

Chumbo, Pb

Galena, PbSAnglesite, PbSO4Cerussite, PbCO3

Vandio, V

Descloizita, Pb(Zn, Cu)[OH

VO4]Vanadinita,

Pb5[Cl (VO4)3]

Cdmio, Cd

Greenoc-kita, CdS Prata, Ag

Prata nativa, AgArgentita, Ag2S

Silvanita, AgAuTe4Estefanita, Ag5SbS4

Magnsio, Mg Magnesita, MgCO3 Zinco, Zn

Zincita, ZnOEsfalerita

(blenda), ZnSSmithsonita,

ZnCO3

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O mineral-minrio a substncia mineral (til ao homem) objeto do interesse econmico, enquanto a ganga so todos os minerais constituintes da rocha exceto o mineral-minrio e o(s) possvel(is) sub-produto(s).

O sub-produto um mineral-minrio cuja extrao no se justifica economicamente a no ser que sua explorao seja realizada em conjunto com um mineral-minrio principal. s vezes somente com a extrao conjunta do subproduto e do mineral-minrio principal torna um jazimento mineral vivel sob a tica econmica.

A rocha que contm o mineral-minrio chamada de minrio (ou seja, a rocha que hospeda a mineralizao = Hospedeira). A rocha diretamente em contato com o minrio chamada de encaixante. As rochas encaixantes e as pores do minrio que no contm a mineralizao (o mineral-minrio) so chamadas de Estril.

O TEOR uma relao entre a quantidade de mineral-minrio e minrio, ou seja, T = MM / M, onde MM= Mineral-Minrio, M=Minrio e T = Teor (se o teor dado em percentagem multiplica-se o resultado por 100). As unidades de teor mais utilizadas em Pesquisa Mineral so: %, g/ton, ppm, ppb, Kg/ton.

A determinao de TEOR por Potncia Reduzida (ver figura I.2) um mtodo de inferncia de teor empregada apenas para minerais que se apresentam em camadas na escala de percentagem, conforme representao na figura I.2. Se faz pela contagem dos gros minerais contidos numa canaleta imaginria (por exemplo: 10 cm de largura e comprimento igual espessura da camada).

Dimenso dos Gros (cm) Quantidade gros

Representao em mm

1,0 01 1,00,9 02 1,50,8 02 1,20,7 02 1,00,6 03 1,00,5 04 1,00,4 07 1,00,3 11 1,00,2 25 1,00,1 100 1,0Figura I.2: Cartela para auxiliar na Contagem

de Teor (Potncia Reduzida)

Calcula-se a representao em milmetros da espessura dos gros como se fosse um cordo de 10 cm de comprimento conforme o exemplo do pargrafo anterior. O Teor igual a = Espessura de mineral-minrio (ou representao em mm / espessura da camada) x 100 (multiplica por 100 se o teor dado em %).

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Suponha que uma camada de escarnito tem 1,0 m de espessura e foi contado, numa canaleta imaginria de 10 cm de largura e 1,0 m de comprimento, em um determinado local desta camada, 1 gro de scheelita de 1 cm quadrado e 50 gros de scheelita de 0,1 cm. Neste caso ns teramos uma espessura de mineral-minrio de 1,5 mm. Dividindo 1,5 mm por 1000 mm (= 1,0m) teramos que o teor de scheelita (CaWO4) de 0,15%. Como o xido estvel desse bem mineral metlico o WO3 e na scheelita aproximadamente 70% de trixido de tungstnio, temos que o teor de 0,1125% ou 0,11% WO3.

O CUT-OFF ou TEOR DE CORTE o teor mnimo da substncia til que permite a sua extrao econmica, enquanto o TEOR CRTICO o teor limite entre Lucro e Prejuzo de uma atividade econmica de minerao. Obviamente que esses conceitos variam em funo do preo de mercado do bem mineral. Voltaremos a falar mais de teor adiante no item I.3 e no captulo sobre Cubagem de Reservas.

Figura I.3: Principais componentes de um Jazimento Mineral.Fonte: Criao do autor.

I.2 - Anomalia, Background, Limiar, etc.

ANOMALIA uma concentrao ANORMAL de um elemento qumico e/ou mineral na crosta terrestre. A concentrao NORMAL de um elemento na crosta terrestre chamada de CLARQUE. As Tabelas I.3 a e I.3 b listam os teores considerados normais de alguns elementos qumicos e o fator de enriquecimento.

Devido afinidade de determinados elementos qumicos por determinados tipos de rocha o seu teor maior que o teor mdio do elemento na Crosta Terrestre sem que isso se constitua obrigatoriamente numa ANOMALIA, menos ainda num Alvo para ser pesquisado. So os METALLOTECTES, ou seja, alguns elementos qumicos (ou minerais minrios) que tem preferncia por determinados tipos de rocha (por ex: cobre por peridotitos, niobio por carbonatitos, scheelita por skarn, wolframita por rochas cidas etc). Conceito semelhante pode ser estendido para alguns minerais minrios no-metlicos, por exemplo,

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diamantes tm afinidade por rochas denominadas kimberlitos, gua marinhas por pegmatitos, esmeraldas por biotititos, etc, etc...

TABELA I. 3 A - ABUNDNCIA NORMAL (CLARQUE) DE ALGUNS ELEMENTOS QUMICOS NAS ROCHAS DA CROSTA TERRESTRE

Elemento Smbolo Abundncia em ppm

Elemento Smbolo Abundncia em ppm

Bromo Br 1,8 Mercurio Hg 0,02

Cadmio Cd 0,1 Molibdenio Mo 1,5

Calcio Ca 33000 Niobio Nb 20

Carbono C 230 Nquel Ni 75

Cerio Ce 81 Ouro Au 0,003

Cesio Cs 3 Oxignio O 473000

Chumbo Pb 10 Paldio Pd 0,01

Cloro Cl 130 Prata Ag 0,05

Cobalto Co 25 Platina Pt 0,0005

Cobre Cu 50 Potssio K 25000

Cromo Cr 100 Rnio Re 0,0006

Escandio Sc 13 Rubdio Rb 150

Estanho Sn 80 Selnio Se 0,1

Estroncio Sr 300 Silcio Si 291000

Flor F 600 Sdio Na 25000

Fsforo P 900 Tlio Tl 0,45

Galio Ga 26 Tntalo Ta 2

Germanio Ge 2 Telrio Te 0,002

Hafnio Hf 3 Titnio Ti 4400

Ferro Fe 46500 Trio Th 10

Indio In 0,1 Tungstnio W 1

Iodo I 0,15 Urnio U 2,5

Lantanio La 25 Vanadio V 150

Litio Li 30 Zinco Zn 2

Magnesio Mg 17000 Zircnio Zr 150

Mangans Mn 1000

Tabela I.3 a - Concentrao normal de alguns elementos qumicos. Fonte: Rose et al 1979

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TABELA 3 B - FATOR DE ENRIQUECIMENTO DE ALGUNS ELEMENTOS

Metal Abundncia na Crosta Terrestre (%) Cut off graus (%) Fator de enriquecimento

Hg 0,0000089 0,2 22500

Pb 0,0013 4 3100

Sn 0,00017 0,5 2900

W 0,00011 0,2 1800

Au 0,00000035 0,0003 900

Mo 0,00013 0,1 800

U 0,00017 0,1 600

Zn 0,0094 3 300

Cu 0,0063 0,3 50

Ni 0,0089 0,3 35

Fe 5,8 30 5

Al 8,3 30 4

Tabela I.3 B concentrao normal de alguns elementos qumicos e fator de enriquecimento.

Saindo da escala que abrange toda a terra e partindo para o detalhe, em que o enfoque seja uma regio em particular (por ex: uma rea de pesquisa) a concentrao considerada normal chamada de BACKGROUND. O teor que limita aquiles considerados como uma concentrao NORMAL e uma ANOMALIA chamado de LIMIAR, conforme ilustra a figura I.4.

A definio de valores absolutos para ANOMALIA, LIMIAR e BACKGROUND depende de uma srie de variveis, como o qu est sendo amostrado, o desempenho do bem mineral (commodity) no mercado, entre outros fatores.

Freq

unc

ia Limiar parax -2s

C Limiar para x + 2s

Teor de Au em ppm

Anomalia Positiva para x + 2s

s2 s

s = S (x - xi)2

N -1DESVIO PADRO ARITMTICO

X + s = BackgroundX + 2s = Background

Figura I.4: Curva de Freqncia para teores de Ouro em 100Amostras coletadas numa rea de pesquisa (do autor www.pesquisamineralcefet.hpg.com.bt).

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Assim, a equipe de um projeto de Pesquisa Mineral poderia definir como sendo Anomalia Positiva, por exemplo, os valores maiores que a mdia mais dois desvios padres (X + 2 ). O valor de (X + 2 ) seria o Limiar, aqueles entre (X + 2 ) e (X - 2 ) seria o Background e abaixo de (X - 2 ) anomalia negativa. Na Pesquisa Mineral se procura Anomalias Positivas (concentrao anormal de um certo elemento qumico ou mineral). Numa primeira etapa de trabalho, considera-se anomalia o valor acima do Clarke e maior que aquele teor considerado Normal para o elemento no seu respectivo Metalotecte. Porm, para caracterizar um Depsito Mineral, essa anomalia deve estar acima ou igual ao cut-off (teor de corte). A ttulo de exemplificao considere que o teor mdio de tungstnio em um granito do sul do Par de 0,08% de W. Sabendo que a abundncia mdia deste elemento na crosta terrestre de 1 ppm e que o granito o metalotecte de depsitos de Wolframita, pretende-se saber se este pode ser considerado um provvel Depsito Mineral.

TABELA I.4 - RELAES ENTRE UNIDADES DE TEOR

1 ppm 0,0001%1 ppm 1000 ppb1 ppm 1 g/ton

bvio que o interesse econmico determinado pelo Cut-Off (0,2%) e o teor encontrado de 0,08% W est muito abaixo do mesmo. Portanto, considerando somente a relao entre os teores este no poderia ser considerado um provvel Depsito Mineral.

A Tabela I.5 lista uma srie de rochas ultrabsicas tidas como metalotectes para o Nquel (Ni sulfetado) e os teores de Cr, Cu e Ni relativo a cada uma dessas rochas. Em seguida lista o Clarque e o Cut-Off desses elementos visando propiciar uma comparao em termos absolutos entre os mesmos. Note que os teores de Nquel nos seus respectivos metalotectes so bem altos quando comparados ao teor do elemento em toda a crosta terrestre (Clarque), mas esto abaixo daquele considerado economicamente interessante para os Depsitos Minerais (Cut-Off).

TABELA I.5 - TEOR NORMAL, CUT-OFF E TEOR NO METALOTECTE DOS ELEMENTOS Cr, Cu e Ni

METALOTECTES DE Ni, CLARQUE E TEOR DE CORTE (CUT-OFF) CROMO COBRE NQUEL

Lherzolito 13 2091Hazburgito 10 2189Manto Primitivo 28 2000Komatiito 2600 77 1563MORB 76 150Basalto Komatiitico 79 360

Dunito (ofiolito) 4210 4 2520

CLARQUE 100 50 a 63 75 a 89CUT-OFF - 3.000 3.000

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O Cu e o Cr foram listados por estarem sempre juntos com o Ni em Depsitos Minerais ligados a rochas ultrabsicas. Eles formam, como veremos adiante no tem I.4, uma Associao Geoqumica.

I.3 Teores

Conforme j mencionado, um Depsito Mineral uma concentrao anmala de um determinado bem mineral metlico ou no-metlico til ao homem. Em se tratando de minerais metlicos essa concentrao expressa como teor (vide I.1), ou seja, na quantidade relativa de mineral-minrio presente no minrio. Para que um Depsito Mineral seja aproveitvel economicamente (ou seja, classificado como Jazida Mineral) necessrio que o teor seja igual ou acima do CUT OFF e que esteja presente em quantidades (volumes) significativas. Teores acima do Clarque e menores do que aqueles considerados normais nos Metalotectes no so suficientes para selecionar uma rea como interessante Pesquisa e Prospeco Mineral. J os teores acima daqueles considerados normais para os Metallotectes podem ou no se constituirem em Alvos (Target) interessantes.

No caso dos metlicos o teor sempre referido ao produto vendvel, ou seja, ao xido mais estvel (por ex: WO3 scheelita, Ta2O5, - tantalita, BeO2 berilo, etc).

Nas atividades de Geologia de Minas e Lavra de Minas costuma-se usar os seguintes teores:

- Teor Crtico = o teor em que a operao de lavra no d lucro e nem prejuzo. uma espcie de limiar entre lucro vs. prejuzo. Matematicamente calcula-se como sendo uma relao entre os custos para se produzir uma tonelada do concentrado e o preo de venda de 1 tonelada do concentrado.

Teor de Corte = J definido anteriormente (vide pgina 12), pode ser resumido como o Teor Crtico + Lucro.

- Teor diludo = s vezes, devido a questes de engenharia, necessrio desmontar minrio e encaixante para que, por exemplo, a galeria (minerao subterrnea) ou a bancada (minerao a cu aberto) tenha uma altura compatvel com os trabalhos mineiros. Assim, o teor da camada se dilui pela adio de partes da encaixante. Teor Diludo o teor resultante da operao de desmonte, representado matematicamente pela expresso Td = (Espessura da Camada X Teor da Camada) / Espessura de Corte. A espessura de corte pode ser a altura ou largura da galeria (minerao subterrnea) ou da bancada (minerao a cu aberto) a depender do comportamento estrutural da camada de minrio (ver figura I.5).

- Teor Limite = o menor teor que se pode misturar (BLENDAGEM) com o teor de uma camada que est sendo desmontada, de tal forma que, dessa mistura a mdia seja coincidente com o teor de corte.

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EXEMPLO

Altura da Galeria = Espessura de Corte = 2,0 m

Teor do Minrio = 1% WO3

E = Espessura da Camada = Espessura do Minrio = 1,0 m

Td = Tc = 1% x 1,0 m / 2,0 m

Td = 0,5% WO3. Ou seja, o teor da camada foi diludo pela metade resta saber se esse teor o mesmo indicado pelo Teor de Corte (Econmico ou CUT OFF) para concluir se aquele des-monte foi vivel economicamente ou no.

E

Encaixante/estril

Minrio

Encaixante/estril

Altu

ra d

a G

aler

ia

Figura I.5 Teor Diludo em funo do teor da camada, da altura da galeria (2,0 m, pois a camada de minrio horizontal) e da espessura da camada (1,0 m), tendo sido, ento, desmontado 1,0 m de minrio e 1,0 m de estril (do autor).

- Teor de Alimentao = termo usado para se referir ao teor com que o material que sai da mina (Run of Mine ou ROM) chega planta de tratamento de minrio;

- Teor de Concentrado ou Teor do Produto Final uma relao que exprime quanto de substncia til tem no produto final. Quando trabalhamos com mineral-minrio pesado, o produto final um concentrado, ou seja, um produto que contm minerais pesados da ganga e o mineral minrio. O mesmo ocorre com minerais leve, pois a planta no consegue recuperar 100%, sempre fica com impurezas. Os teores comerciais de concentrado de scheelita ou wolframita de 65% de WO3, o de tantalita de no mnimo 30% de Ta2O5.

EXEMPLO:Os valores arbitrrios da figura ao lado servem para ilustrar as definies acima em um grfico. Todos os valores de teor abaixo do Crtico daro prejuzo empresa, ao passo que os teores com valor acima do lucro. Entretanto, deve-se tra-balhar observando a poltica da empresa de lucro igual ao teor de corte (= diludo). Caso os desmontes se dem so-mente naqueles locais de teor alto (teor da camada) estaria se fazendo uma lavra predatria, reduzindo a vida til do depsito mineral.

PRE

JUZ

OL

UC

RO

Teor da Camada = 0,8%

Teor de Corte = 0,5%

Teor Crtico = 0,3%

Teor Limite = 0,2%

Figura I.6 Esquema ilustrativo da relao de diferentes Teores (do autor).

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O teor obtido por anlise qumica. A tabela I.6 lista os principais mtodos de anlise de teor utilizado pela Prospeco e Pesquisa Mineral.

TABELA I.6 COMPILAO DOS PRINCIPAIS MTODOS DE ANLISE DE TEOR UTILIZADO NA PROSPECO E PESQUISA MINERAL

MTODO ELEMENTOS OBSERVAO

Espectrometria de absoro atmica (AA)

Au, Ag, Hg, Mo, Cu, Pb, Zn, Sn e outros

Mtodo muito adequado para anlises de solues aquosas

Colorimetria As, W, Mo, Ti

Fluorometria U

Espectrometria de emisso 70 elementos

ICP = Induo por plasma acoplado a AA

50 elementos, por ex:. Ba, Mn, B

RFX (Anlises de fluorescncia de Raios X)

Elementos subordinados menores, xidos

Adequado para anlise completa de rochas

Anlise por ativao de bombardeio neutrnico (NAA) Au No destrutivo

Microsonda Varios elementos para determinar a composio de minerais

Espectrometro de masa U, Th e outros elementos

Fire assay Au, Ag, Pt fogo

De maneira expedida o teor pode ser obtido por estimativa utilizando-se de outros mtodos, como, por exemplo, pelo mtodo denominado Potncia Reduzida (vide figura I.2), por estimativa visual (figura I.7) e concentrado por bateia (ou concentrado em planta), entre outros.

Importante lembrar que esses mtodos devem ser empregados para se obter alguma resposta rpida quando dos trabalhos de campo e, principalmente, se o mineral-minrio est disponvel em escala de percentagem. De qualquer forma estes mtodos expeditos no substituem as anlises qumicas, as quais no devem ser prescindidas dos mtodos adequados listados na Tabela I.6.

O teor por concentrado de bateia obtido pesando-se a amostra inicial e depois o concentrado. Em seguida fazendo-se uma relao Teor = peso do concentrado / peso da amostra inicial, multiplicado por 100 (se o teor for em percentagem).

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Obviamente deve-se verificar a percentagem do mineral-minrio presente no concentrado, caso existam outros minerais pesados ou extra-los caso se disponha de meios para faz-lo.

Para sabermos o teor de scheelita (CaWO4) teramos que separ-la dos demais minerais pesados presentes no concentrado ou determinar visualmente (fig. I.7).

A ttulo de exemplo, uma amostra de escarnito (skarn) foi coletada da Mina Malhada Limpa, Currais Novos/RN. Essa rocha composta de scheelita, molibdenita, diopsdio, epidoto, granada, quartzo e calcita. Depois de moda a amostra pesou 88.000 gramas (88 Kg). Aps o processo de concentrao gravimtrica com bateia o peso do concentrado foi de 455 gramas. Presente no mesmo identificou-se: epidoto, granada, scheelita e, molibdenita.

Figura I.7 Determinao visual da percentagem e minerais (Terry and Chilingar, 1955 Terry & Chilingar, 1955 apud http://www.iodp.tamu.edu/ publications/197_IR/chap_02/c2_f9.htm .)

A simples diviso do Peso Concentrado pelo Peso Inicial daria um teor de 0,5% que , na realidade, o teor de minerais pesados e no do mineral-minrio scheelita.

Devido questo de preciso dos Mtodos Analticos de laboratrio para analisar teores muito baixos, o concentrado de bateia tem sido utilizado para auxiliar na diminuio do erro. Assim, se os trabalhos de pesquisa mineral tm como foco mineral-minrio pesado (alta densidade) se procede a uma concentrao gravimtrica enviando para o laboratrio o concentrado, tal como descrito para o caso acima de Malhada Limpa. Com os resultados de laboratrio em mos se procede ao clculo do teor da amostra in situ, ou seja, o teor de WO3 no escarnito antes do processo de moagem e concentrao, utilizando a expresso Teor in situ = [Wc x (Tc/100) x 100] / Wi.

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Resultados do teor in situ para 4 amostras de escarnito coletadas em Malhada Limpa, Currais Novos/RN, onde Am = amostra; Wi = peso inicial em gramas; Wc = peso do concentrado em gramas; Tc = Teor de WO3 no concentrado (dado em percentagem), conforme anlise de laboratrio; Tr = Teor in situ da rocha; Rc = Reduo de massa comparando a amostra inicial e depois de bateada.

TABELA I.7 Dados da Amostra de Malhada Limpa, Currais Novos/RN

Am Wi Wc Tc Tr Rc1 88000 455 30 0,16 193,40662 65750 385 30 0,18 170,77923 98150 935 20 0,19 104,97334 78000 550 10 0,07 141,8182

importante tambm comparar esses mtodos com resultados analticos de laboratrio, visando testar a validade da estimativa e acurar sua preciso. Assim, por exemplo, um concentrado de bateia deve ser analisado no laboratrio e o resultado comparado com aquele obtido estimativamente.

I.4 - Associaes Geoqumicas e Minerais Formadores de Depsitos Minerais

Os Metalotectes podem ser encontrados com uma srie de elementos qumicos e/ou minerais que se caracterizam pela afinidade e por estarem juntos em determinados ambientes geolgicos. Apresentamos na Tabela I.8 algumas dessas associaes geoqumicas.

TABELA I.8 ALGUMAS ASSOCIAES GEOQUMICAS DE ELEMENTOS TRAOS

ASSOC. PLUTNICA ASSOCIAES GEOQUMICAS

Rochas Ultramficas Cr, Co, Ni, Cu

Rochas Mficas Ti, V, Sc

Rochas Alcalinas Ti, Nb, Ta, Zr, RE, F, P

Carbonatitos RE, Ti, Nb, Ta, P, F

Rochas Granticas Ba, Li, W, Mo, Sn, Zr, Hf, U, Th, Ti

Pegmatitos Li, Rb, Cs, Be, RE, Nb, Ta, U, Th, Zr, Hf, Sc

MINERAIS DE SULFETOS HIDROTERMAIS (continuao da Tabela I.8)

Associaes Gerais Cu, Pb, Zn, Mo, Au, Ag, As, Hg, Sb, Se, Te, Co, Ni, U, V, Bi, Cd

Depsito de Cobre Prfiro Cu, Mo, Re

Sulfetos Complexos Hg, As, Sb, Se, Ag, Zn, Cd, Pb

Sulfetos de Baixa Temperatura Bi, Sb, As

Depsitos de Metais Bsicos Pb, Zn, Cd, Ba

Metais Preciosos Au, Ag, Cu, Co, As

M. Preciosos assoc. R. Mfica Ni, Cu, Pt, Co

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ROCHAS DE METAMORFISMO DE CONTATO

Depsitos de Scheelita-Cassiterita W, Sn, Mo

Depsito de Flourita-Helvita Be, F, B

ASSOCIAES SEDIMENTARES

Xistos Negros U, Cu, Pb, Zn, Cd, Ag, Au, V, Mo, Ni, As, Bi, Sb

Fosforitas U, V, Mo, Ni, Ag, Pb, F, RE

Evaporitos Li, Rb, Cs, Sr, Br, I, B

Lateritas Ni, Cr, V

xidos de Mn Co, Ni, Mo, Zn, W, As, Ba, V

Aluvies e Areia Au, Pt, Sn, Nb, Ta, Zr, Hf, Th, RE

Red Beds Continentais U, V, Se, As, Mo, Pb, Cu

Reds Beds orgem vulcnica Cu, Pb, Zn, Ag, V, Se

Bauxita Nb, Ti, Ga, Be

DIVERSOS (MISCELNIA) - ASSOC. PLUTNICA

K-Rb; Rb-Cs Al-Ga Si-Ge Zr-Hf Nb-Ta RE, S-Se Br-I Zn-Cd Rb-Ti

Pt-Pd-Rh-Ru-Os-IrTabelas I.8 parcialmente compilada de http://www.geovirtual.cl/depos/000index.htm

Geoquimicamente os elementos podem ser agrupados de acordo com suas afinidades para formarem ligaes qumicas. So classificados em: siderfilos (afinidade pelo ferro), calcfilos (afinidade pelo enxofre), Litfilos (afinidade pela slica), Atmfilos (afinidade pelo oxignio e presente na natureza na forma gasosa).

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Siderfilos: Au, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, PtCalcfilos: Sulfo-

calcfilos: Cu, Ag, Zn, Cd, Hg

e Oxi-calcfilos: Ge, Sn, Pb,

Litfilos: sensu stricto Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, SiPegmatfilos: Ti, V, Zr, Mn, Nb, Ta, W, Mo, U, ThSedimentfilos: B, C, F, ClAtmfilos: H, N, He, Ne, Ar, Xe, Rn

FIGURA I.8 Tabela Peridica com a Classificao de Goldschmidt para elementos de acordo com a afinidade Geoqumica. Compilado de http://pt.wikipedia.org/wiki/Classifica%C3%A7%C3%A3o_Goldschmidt

Essa relao de afinidade entre os elementos qumicos possibilita a pesquisa de

minerais mais raros. Assim, a Pesquisa Mineral enfoca o elemento mais abundante em Associao Geoqumica com aquele mais raro ou de disperso mais restrita. Este o elemento farejador (pathfinder) ver na tabela I.9 relao de alguns elementos farejadores.

TABELA I.9 RELAO DE ALGUNS ELEMENTOS FAREJADORES DE DEPSITOS MINERAIS

DEPSITO MINERAL ELEMENTO PROCURADO ELEMENTO FAREJADOR

Cobre Prfiro Cu, Mo Zn, Au, Re, Ag, As, F

Depsitos complexos de sulfetos Zn, Cu, Ag, Au

Hg, As, S (en forma de SO4), Sb, Se, Cd, Ba, F, Bi

Veios de metais preciosos Au, Ag As, Sb, Te, Mn, Hg, I, F, Bi, Co, Se, Tl

Depsitos do tipo Skarn Mo, Zn, Cu B, Au, Ag, Fe, Be

Uranio em arenito U Se, Mo, V, Rn, He, Cu, Pb

Uranio em veios U Cu, Bi, As, Co, Mo, Ni, Pb, F

Corpos ultramficos de ouro Pt, Cr, Ni Cu, Co, Pd

Veios de fluorita F Y, Zn, Rb, Hg, Ba

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Desta forma, uma rea em que o teor do elemento pesquisado seja abaixo do clarque pode ser um Alvo interessante desde que o teor do elemento farejador esteja acima daquele teor considerado normal para o seu metalotecte.

I.5 Exerccio para Fixao

Com a reativao da Minerao de Scheelita no Serid do Estado do Rio Grande do Norte, muitas questes novas tm se apresentado. O preo de R$ 22,00 por quilo de WO3 contido a base de no mnimo 65% de WO3. Atualmente so gastos aproximadamente R$ 19.000,00 para se produzir 1 tonelada deste concentrado e as empresas projetam lucro em torno de 30%. Os teores fundamentados nas variveis econmicas tm mudado drasticamente quando comparados ao perodo ureo da Minerao de Scheelita na poca da II Guerra Mundial e nos anos 60 e 70 devido a denominada Guerra Fria, pois os maiores produtores de W eram pases Comunistas (China, Unio Sovitica, Coria etc) que no comerciavam com os pases do chamado Bloco Capitalista. Naquela poca o Cut-off oscilava entre 0,20% e 0,30% WO3.

Duas frentes de galerias subterrneas, ambas com camada de escarnito vertical, de espessura real de 1,0 m. A galeria tem seo retangular de 2,0 m de largura e 3,0 m de altura. A camada da Frente A o teor 2,6% WO3 e a da frente B de 0,90% WO3. O tcnico de Minerao se deparou com essa questo e deseja saber se ser economicamente vivel desmontar as duas frentes.(OBS: A densidade do escarnito usualmente utilizada de 3,0 ton/m3)

2,6%

1,0 m

2,0 m

0,9%

1,0 m

FRENTE A FRENTE B

Figura I.9 Dados de duas frentes de galerias subterrneas. Do autor.

Resposta:

O teor crtico calculado como uma relao entre preo de venda e custo para se produzir uma mesma quantidade de concentrado de mineral-minrio. Assim, Teor Crtico = 0,863636% ou 0,86% WO3.

O Teor de Corte = 1,122727 % (Tcrtico + o lucro de 30% desejado pelas empresas) ou 1,1% WO3.

O teor diludo (Td = (espessura da camada x teor da camada) / Espessura de corte) de 1,3% WO3 e 0,45% WO3 respectivamente para as galerias A e B. Note que a espessura de corte aqui utilizada foi a largura da galeria, enquanto no exemplo da figura I.4 foi a altura. A

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espessura de corte a ser utilizada depende da atitude do minrio, pois se leva em considerao a dimenso da galeria que provocar alterao na relao minrio : estril (nesse caso 1:1).

Assim, a frente A projetaria mais que o lucro esperado, pois est acima do Teor de Corte (Cut-off) enquanto a galeria B d prejuzo, pois est abaixo do Teor Crtico.

Uma alternativa poderia ser a BLENDAGEM (mistura do material das duas frentes) de modo que o material misturado possua teor pelo menos igual ao teor de corte. A mdia aritmtica dos teores diludos das duas galerias de 0,875% WO3 ou 0,88% WO3, sendo, portanto, abaixo do teor de corte, considerando uma blendagem de 50% (ou seja, para cada quilo de material da galeria A, ter-se-ia a mesma quantidade de material da geleria B na mistura ou blend). O teor mnimo que poderia ser misturado com o teor da galeria A seria 1,8% WO3 (Teor Limite) que, aps diludo seria de 0,9% permitindo o blend de 50% j mencionado.

Assim, o tcnico no deveria desmontar as duas frentes, pois no seria vivel economicamente.

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II NOES DE DEPSITOS MINERAIS

II. 1 - Introduo

Um Depsito Mineral constitudo de Minrio, Encaixante, Estril, Mineral-Minrio, ganga e Sub-produto(s), conforme ilustrado anteriormente na figura I.3. A existncia de um Depsito Mineral est condicionada aos processos geolgicos formadores de rocha, tanto os pretritos, concomitantes, como os processos posteriores a formao da rocha. Da a importncia do conhecimento prvio de PETROGRAFIA e MINERALOGIA. Desta forma, os processos geolgicos concorrem para a formao de concentraes anmalas, resultando no Depsito Mineral.

Existem diversas classificaes dos Depsitos Minerais, cada uma delas utilizando-se de um critrio especfico, como, por exemplo: utilizao comercial do mineral-minrio (commodity), morfologia (Forma do Corpo Mineralizado), origem (gneo, Metamrfico e Sedimentar), rocha hospedeira da mineralizao, processo formador, ambiente geotectnico, tempo relativo de formao com respeito encaixante, Regularidade Estatstica etc. Cada uma delas com vantagens e desvantagens na aplicao. Aqui utilizaremos algumas dessas em carter informativo. Um Depsito bem conhecido (bastante estudado) serve de referncia para o estudo de outros. Esse Depsito chamado de Depsito-Padro ou Jazida-Tipo, os quais, via de regra, so os maiores do mundo (chamados de world class).

Quando o Minrio formado ao mesmo tempo em que a(s) Encaixante (s) diz-se que ele SINGENTICO. Quando formado posteriormente a(s) Encaixante(s) diz-se que EPIGENTICO. Chama-se Depsitos Primrios aqueles de origem magmtica e Secundrios aqueles de origem sedimentar.

II.2 - Classificao Quanto a Forma do Corpo Mineralizado

As formas mais comuns dos corpos mineralizados so: Bandado, Acamadado ou em Camadas, em lentes ou lenticular, Disseminado, Schilieren, Poroso, Pulverulento, Massivo ou Macio, Stockwerks ou Stockworks, Amas, Run, Filo ou Filoneano. Descreveremos com um pouco mais de detalhes algumas formas cuja figura no seja por se s elucidativa, baseados em Maranho (1982), Station (1972), Guilbert e Park Jr (1986) e anotaes dos autores.

Diz-se que um minrio Bandado, Acamadado ou em Camadas (Depsitos Estratiformes em forma de estratos) quando se apresentam como corpos tabulares onde a espessura muito pequena em relao s outras duas dimenses do corpo. So do tipo singentico. Lentes ou Lenticulares so aqueles em forma de Bolses ou elipside.

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Disseminado SchilierenLente ou Lenticular

Bandado, Acamadado,

Estratiforme

Figura II.1 Formas de Corpos Mineralizados (Disseminado, Schilieren, Bandado, Acamadado, Estratiforme Lente ou Lenticular). Figura do autor.

Os Stockwerks ou Stockworks so finos veios interconectados. A forma de Amas utilizada para designar morfologia de difcil definio (formas caprichosas que no podem ser expressas por um modelo geomtrico simples).

O Run uma forma alongada, semelhante a lentes, mas que se apresentam sempre numa posio estratigrfica definida.

Minrio Poroso aquele caracterizado pela presena de poros, enquanto o Pulverulento se caracteriza pelo aspecto frivel, facilmente transformado em p (material de falha/cisalhamento).

Amas

Figura II.2 Forma de Minrio (Stockworks, Run e Amas) - figura do autor, baseado em Maranho, 1983.

Os chamins e Pipes so corpos que apresentam forma tabular com seo circular ou ovide e com o eixo maior inclinado (na Figura II.16 apresenta-se um desenho esquemtico de um Depsito de Sulfeto Macio Vulcanognico em forma de Pipe).

O Filo (Depsitos Filoneanos) so corpos epigenticos de faces mais ou menos paralelas e de fraca espessura em relao s outras dimenses. Tambm chamados de veios. A disposio do mineral-minrio nos corpos filoneanos (mineralizao) pode se d em faixas denominadas Colunas, ore shoots, bolses ou bonanzas (Figura II.3).

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A Faixa de contato entre o Filo e a encaixante (Eponte) geralmente definida por uma litologia nova, produzida devido ao metamorfismo de contato e denominada de Salbanda.

Figura II.3 Filo e seus componentes - figura do autor,

baseado em Maranho, 1983

Os tipos Disseminados, Schilierens, Stockworks referem-se principalmente a forma como se apresenta o mineral-minrio.

O tipo Disseminado diz respeito ao comportamento do Mineral-Minrio como pontuaes aleatrias (isotrpicas) ao longo da camada hospedeira (minrio). Podem formar tipos disseminados finos at grosseiros (prfiros minrio porfirtico). Neste mesmo sentido a forma em Schilieren (concentraes geralmente de minerais mficos). J o termo Massivo ou Macio pode se referir tanto ao mineral-minrio formando massas, como ao minrio.

II.3 - Classificao Quanto ao Processo Formador

II.3.1 Introduo: A classificao dos Depsitos Minerais que utiliza os Processos Geolgicos responsveis pela formao da anomalia podem ser agrupados, grosso modo, em dois tipos:

(i) Processos atuantes no interior da terra (Depsitos Magmticos e Metamrficos) ou Processos Hipognicos e;

(ii) Processos geolgicos atuantes na superfcie da terra ou prximos a ela ou Processos Supergnicos (vide Tabela II.1).

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TABELA II.1 CLASSIFICAO DE DEPSITOS MINERAIS BASEADA NO PROCESSO FORMADOR

Origem devido Processos Internos ou Hipognico

Segregao Magmtica

Separao de mineral-minrio pela cristalizao durante a diferenciao magmtica.(Cristalizao Fracionada)

Depsitos de PtCr Bushveld, frica do Sul. Depsito de titanium Tahawas.

Lquidos Imiscveis: lquidos na cmara magmtica que no se misturam promovendo a concentrao anmala de determinados elementos.

Depsitos de Cu-Ni de Sudbury, Canada e Niquel de Kambalda, Oeste da Australia.

Pegmatitos Cristalizao como gros disseminados ou segregao em pegmatitos.Pegmatitos de Li de Montes Kings N.C.

HidrotermalDeposio de solues aquosas quentes de vrias provenincias

Cu-Mo Prfiros. Depsitos da Cordilheira Andina

Secreo Lateral

Difuso de mineral-minrio e ganga formando materiais de rochas regionais em falhas e outras estruturas

Depsito de Ouro de Yellowknife, Canada.

Processos Metamrficos

Depsitos pirometassomticos (skarn) formado pela recristalizao da wall rock adjacente a uma intrusiva.

Depsitos de W de Bishop, CA. Depsitos de Fe em Iron Mtn USA.

Concentrao inicial de um ou mais elementos do minrio por processos metamrfico.

Mina de Au de Homestake, Sul de Dakota.

Orgem Devido a Processos na Superfcie ou prximo a ela (Processos Supergnicos)

Acumulao Mecnica Concentrao de Minerais Pesados em Placers Placer Au do Alasca e California.

Precipitao Sedimentar Precipitao de certos elementos em ambiente sedimentarBIF - Banded Iron Fm. , Plataforma Canadense

Processos Residuais Lixiviao de elementos solveis, deixando concentraes de elementos insolveis.

Niquel latertico of New Caledonia e Bauxite doArkansas (USA).

Enriquecimento Supergnico

Lixiviao de certos elementos da parte superior de um depsito mineral e sua reprecipitao em profundidade para produzir concentraes mais altas.

A poro superior de muitos depsitos de cobre prfiro

Processos Vulcano-ExalativoExalao de magmas ricos em sulfetos na superfcie, usualmente sob condies marinhas

Sullivan e Kidd Creek,Canada, Kuroko,Japo.

Tabela do autor baseado em http://www.geovirtual.cl/depos/000index.htm e www.pesquisamineralcefet.hpg.com.br

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II.3.2 - PROCESSOS ATUANTES NO INTERIOR DA TERRA (ou Hipognicos)

II.3.2.1 - Segregao Magmtica So aqueles depsitos, no incluindo os pegmatitos, que foram formados diretamente da cristalizao do Magma. Eles so de dois tipos:

Cristalizao Fracionada

- No magma fundido (melt) alguns cristais podem se formar mais cedo que outros medida que o mesmo se resfria e o ponto de cristalizao de cada mineral atingido.

Nesse processo de cristalizao progressiva dos cristais eles no esto em equilbrio com o melt e passam a se diferenciar do lquido em fuso. Isso se d atravs de diferenas de densidade / processos gravitacionais, diferenciao por conveco de fluxo, presso e dilatao.

(a)

(b)

Figura II.4: Desenho esquemtico de cristalizao Fracionada (a) e Imiscibilidade de Lquidos (b). Figura do autor.

Figura II.5: Srie de Bowen e respectiva classificao dos magmas pelo ndice de cor. A srie dos feldspatos tambm conhecida como Srie Contnua e a dos minerais mficos de Srie Descontnua. Esquema do autor baseado em http://www.geologiacefetrn.hpg.ig.com.br/bowen.

Os processos envolvendo diferenas de densidade e gravitacionais so os mais importantes e resultam na formao de cristais mais pesados na base da cmara magmtica. As rochas formadas dessa maneira so chamadas de cumulatus ou cumulus e so freqentemente caracterizadas por um acamamento rtimico (camadas de magnetita e/ou cromita e camadas de silicatos, como no Complexo gneo de Bushveld). Minerais acessrios de Cr, Ti, V e Fe (xidos), Ni, Cu e EGP1 (sulfetos) formam-se nos estgios iniciais de cristalizao do magma.

Exemplos de Depsitos - Tipo:Complexo de Bushveld (frica do Sul); Great Dyke Grande Dique (Zimbabwe); Complexo de Stillwater (USA); Campo Formoso (Brasil) - cromo

1 EGP - Elementos do Grupo dos Platinides

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Lquido Imiscvel- So lquidos que no se misturam como o leo e gua. Os exemplos clssicos

envolvem sulfetos e silicatos Os casos mais comuns so sulfetos de ferro, nquel, cobre e platina tambm ocorrer. Ex. Sudbury, Canad.

Figura II.6 Depsitos de Segregao Magmtica Compilado de Xavier. 2009 www.ige.unicamp.br/site/aulas/99/Maficas-ultramaficas.ppt.

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Figura II.7 - Seo Esquemtica atravs de uma sute Ofioltica

(Ofiolito). As margens resfriadas nos diques em forma de sheet so indicadas por pontos. Compilado de Xavier. 2009 www.ige.unicamp.br/site/aulas/99/Maficas-ultramaficas.ppt.

II.3.2.2 - Pegmatitos Rochas gneas de granulao muito grosseira. Comumente formam diques e massas de uns poucos metros at 1-2 Km de comprimento. Atribui-se a representao da fase voltil do magma processo pneumatoltico. Na realidade Depsitos Minerais econmicos so relacionados com pegmatitos granticos oriundos de magmas flsicos mais gua. Elementos residuais tais como Li, Be, Nb, Ta, Sn and U no so acomodados na cristalizao final da fase silictica e se cristalizam na fase voltil. Quando essa frao injetada nas rochas regionais um pegmatito formado. As temperaturas de deposio variam desde 250 a 750 C.

A formao dos pegmatitos se d na fase final de resfriamento do magma, atravs da percolao de solues ricas em slica, gua e, ocasionalmente, em alguns ons que no entraram na estrutura cristalina dos minerais at ento formados. A partir destas solues hidrotermais so gerados os pegmatitos, constitudos principalmente por quartzo e feldspato potssico. No entanto, em alguns casos, estas solues hidrotermais podem estar enriquecidas por elementos qumicos de importncia econmica fazendo com que os pegmatitos sejam mineralizados a tungstnio, uraninita, estanho, turmalina, topzio, etc.

Os Pegmatitos so divididos em simples (plagioclsio, quartzo e mica no zonados) e complexos (maior variedade de minerais e fortemente zonados). So sinnimos do tipo simples e complexo os pegmatitos no-diferenciados e diferenciados e homogneos e heterogneos. Nesses ltimos podem ser encontrados cristais gigantes de diversos metros.

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(a) (b)

Figura II.8 - Desenho Esquemtico de um Pegmatito (a) Zoneamento do Pegmatito de Bikita e (b) modelos hipotticos de pegmatitos homogneo, misto e heterogneo. Parcialmente compilado de EVANS (1993).

Um pegmatito heterogneo (zonado) e bem diferenciado exibe, via de regra, quatro zonas, divididas grosso modo, em: Zona I: parte mais simples do pegmatito zonado, estando mais prximo da encaixante, mineralogia: feldspato, turmalina, biotita e granada; Zona II: intercrescimento grfico de quartzo e feldspato; Zona III: apresenta os mesmos minerais das outras zonas, porm com grandes dimenses, grandes blocos em contato, os minerais mais raros se encontram nesta zona; Zona IV: grandes blocos, compostos quase que essencialmente de quartzo.

II.3.2.3 - Hidrotermal Os processos hidrotermais so caracterizados por solues aquosas quentes responsveis pela formao do Depsito Mineral. A faixa de temperatura varia desde 50 C a 450 C, sendo a gua com alta salinidade (salmoura) a fase mais importante.

Os quatro aspectos fundamentais para a mineralizao hidrotermal acontecer so: i) Fonte dos fluidos hidrotermais e metais, ii) Alterao hidrotermal, iii) Estabilidade de sulfetos e; iv) transporte e precipitao dos metais.

As alteraes hidrotermais mais comuns e suas respectivas associaes mineralgicas, com base em Corbett & Leach (1998), Reed (1997), Titley (1992), Rose & Burt (1979) e Meyer & Hemley (1967) so:

Pegmatito Zonado

Zona IV - Ncleo do Quatzo

Zona III - Microclina, turmalina (rosa, verde, gema)Plagioclsio,Nibio-tantalina (Ta>Nb)U, Th, Sn, Berilo (10% BeOAlcalino menores,Plagioclsio

Zona II - Turmalina (preta)K- feldspato (pirita)Nibio-tantalina (Nb>Ta)Plagioclsio, Berilo (12%-14% BeO)

Zona I - Borda

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a) Alterao Potssica: caracterizada por feldspato potssico e/ou biotita, tendo como acessrio quartzo, magnetita, sericita e clorita.

b) Alterao Propiltica: caracterizada principalmente pela associao clorita-epidoto com ou sem albita, calcita, pirita, e como acessrios o quartzo-magnetita-illita. A alterao propiltica ocorre geralmente como halo gradacional e distal de uma alterao potssica, gradando desde actinolita-biotita no contato da zona potssica actinolita-epidoto na zona propiltica. Em zonas mais distais se observam associaes de epidoto-clorita-albita-carbonatos gradando a zonas progressivamente mais ricas em clorita e zeolitas hidratadas formadas a baixas condies de temperatura. Esta caracterstica zonal e gradacional reflexo de um gradiente termal decrescente desde o ncleo termal (alterao potssica nesta discuso) at fora. Esta alterao se forma a condies de pH neutro a alcalino faixas de temperatura baixa (200-250C). A presena de actinolita (280-300C) pode ser indicador da zona de alterao propiltica interior.

c) Albitizao: normalmente associado com alterao propiltica de alta temperatura, ocorre em geral como substituio seletiva de plagioclsios junto com actinolita

d) Serictica: quartzo e sericita com minerais acessrios como clorita, ilita e pirita, porm com predominncia de sericita. A alterao quartzo-serictica ocorre na faixa de pH entre 5 e 6 a temperaturas acima de 250C.

e) Saussuritizao - Processo atravs do qual os feldspatos so alterados para uma mistura de zoisita, clinozoisita ou epdoto finamente divididos, acompanhados por albita, quartzo, calcita, clorita e ocasionalmente, granada. Os plagioclsios mais clcicos perdem Ca e Al, gerando albita e normalmente pequenos cristais de epidoto, sericita, carbonato e, s vezes tambm clorita, gerando aspecto poiquiltico. A alterao tambm pode gerar escapolita, prehnita, zelitas, alofano, montmorillonita e caulinita.

f) Alterao Argiltica: caracterizada por argilas (caulim) e maior ou menor quantidade de quartzo. Essa alterao ocorre na faixa de pH entre 4 e 5 e pode co-existir com alunita em pH entre 3 e 4. A caolinita se forma a temperaturas abaixo de 300C, (

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de temperatura e pH, associados com caolinita, clorita e minerales calciossilicatados. Zonao de carbonatos em funo de pH incremental observado em muitos sistemas hidrotermais. Carbonatos de Fe-Mn (siderita-rodocrosita) co-existem com caolinita e illita, enquanto que carbonatos mistos de Ca-Mn-Mg-Fe (rodocrosita-ankerita-kutnahorita-dolomita) ocorrem com illita e clorita, e carbonatos de Ca-Mg (calcita-dolomita) ocorrem com clorita e minerais calciossilicatados. Esta zonao interpretada como produto da mobilidade decrescente de Fe, Mn Mg a pH progressivamente mais alto. Os carbonatos podem aparecer em todo tipo de ambiente hidrotermal.

i) Alterao Calciossilicatada (skarn ou escarnitos): silicatos de Ca e Mg dependendo da rocha hospedeira Calcrio ou Dolomita. Calcrio: granadas andradita e grosularita, wollastonita, epidoto, diopsidio, idiocrasio (vesuvianita), clorita, actinolita. Dolomita: fosterita, serpentinita, talco, tremolita, clorita. A alterao calciossilicatada ocorre sob condies de pH neutro a alcalino e diversas faixas de temperatura. A associao zeolita-clorita-carbonatos formada a baixas temperaturas e epidoto, seguido por actinolita, ocorrem a temperaturas progressivamente maiores. Os minerais de zeolita so particularmente sensveis a temperatura. Zeolitas hidratadas (natrolita, chabazita, mesolita, mordenita, stilbita, heulandita) predominam a condies de baixa temperatura (280-300C.

j) Alterao Tipo Greissen: Caracterizado por moscovita de granulao grossa, feldspato e quartzo, com ou sem topzio e/ou turmalina. Esta alterao ocorre principalmente associada a fases pneumatolticas em rochas granticas, a temperaturas acima de 250C.

II.3.2.4 - Secreo Lateral Formao de depsitos minerais por lixiviao de metais e SiO2 da rocha hospedeira. O magma segrega os elementos qumicos das rochas adjacentes, interagindo com a encaixante devido abertura promovida por fraturas. difcil de distinguir do embasamento derivado de fluidos hidrotermais.

Exemplo Caso histrico do Yellowknife Goldfields O Depsito Mineral ocorre em lentes de quartzo-carbonato em zonas de cisalhamento clortica cortando anfibolitos. Os principais minerais so quartzo, carbonatos, sericita, pirita, arsenopirita, stibnita, calcopirita, pirrotita, esfalerita, galena e ouro nativo. Halos de alterao de carbonato-sericita e clorita-carbonato ocorrem nas rochas hospedeiras adjacentes aos depsitos. O Quartzo o mineral mais importante, tendo uma quantidade substancial sido subtrada do halo de alterao. Alguma

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subtrao de Fe, Mg, Ca, Ti e Mn tambm ocorrem e isso indubitavelmente a fonte de mineral minrio de pirita-calcopirita-pirrotita. Alumina is empobrecida na parte externa do halo e concentrada na parte interna do halo na forma de sericita. C02 e H20 foram adicionados por fontes externas.Clculos indicam que o anfibolito cisalhado tem 20 x a concentrao de metais necessrios para produzir toda a mineralizao do depsito. Ento, nesse caso, a Secreo Lateral um modelo vivel.

II.3.2.5 - Processos Metamrficos ou Metassomticos Metamorfismo so todas as modificaes na assemblia mineral de uma rocha, que ocorrem no interior da crosta da Terra, como resultado das mudanas na temperatura (T) e presso (P), ou ao de fluidos hidrotermais a partir de 200-250 oC (

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Matassomatismo de Contato

Metassomatismo Hidrotermal

Dinamo-metamorfismo

Figura II.10 - Alguns Processos Metamrficos ou Metassomticos. Compilado de Maranho, 1983.

Metassomatismo de Contato: Rocha quente intrudem rochas mais fria provocando uma espcie de queimadura (Rocha de Metamorfismo de Contato, tipo tactito, cornumbianito etc). A rocha intrusiva promove o calor e os fluidos com metais e/ou necessrios para a reconcentrao formando os Depsitos Minerais.

Metamorfismo Regional: A hidratao / desidratao que ocorre em processos metamrficos (Regional) pode concentrar metais no front de metamorfismo. Em Kalgoorlie (Oeste da Austrlia) o metassomatismo sdico transformando K-feldspato em plagioclsio Sdico resultou na expulso de ouro que no poderiam permanecer acomodados nas lamelas de geminao do feldspato potssico.

Metamorfismo Hidrotermal: J tratado anteriormente, so transformaes promovidas por reaes entre a hospedeira e fluidos quentes (saumoura).

Dinamometamorfismo: Predomina a ao da presso, ou seja, a presso o principal agente transformador da rocha original (protlito). Ocorre em zonas de falhamentos e, especialmente em Zonas de Cisalhamento que so importantes ambientes para Depsitos Minerais de ouro.

Quando a temperatura o agente preponderante na transformao da rocha a mesma chamada de Metamorfito. Quando predomina a presso, a rocha denominada de Tectonico, sendo Tectonico-S se a estrutura principal a foliao e Tectonico-L se a lineao. Tectonito L-S ou S-L se ocorre ambos com predominncia do elemento estrutural que inicia o nome da rocha.

Zona de Alterao

Veios hidrotermais

Rocha encaixante

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II.3.3 PROCESSOS ATUANTES NA SUPERFCIE DA TERRA OU PRXIMO A ELA (PROCESSOS SUPERGNICOS)

II.3.3.1 - Introduo

Alguns autores designam o termo Depsitos Residuais para englobar todos os processos de seleo natural sedimentar de minerais minrios, tanto os placers (Acumulao Mecnica) como Alterao Supergnica. Para estes os Processos descritos em II.3.3.1, II.3.3.2 e II.3.3.3, so simplesmente Depsitos Residuais, com suas especificidades.

Os Depsitos de origem Biognica (Depsitos Biognicos) so formados pela acumulao de restos animais e vegetais, como carapaas, fezes, vegetao, etc. So exemplos turfas (restos vegetais formando recursos energticos), Guano (Fsforo de fezes de pssaros), Coquina (calcrio composto por conchas e fragmentos de conchas), etc. Por ter uma importncia econmica limitada no foi tratado aqui como um item, mas apenas nesse pargrafo.

II.3.3.2 - Acumulao Mecnica So processos gravimtricos responsveis pela concentrao natural de minerais pesados e de baixa solubilidade. Assim, agentes como a gua ou o vento transportam os minerais mais leves e concentram aqueles mais pesados. So tambm chamados de Placer ou Depsitos Detrticos, e podem formar depsitos recentes ou antigos (paleo-placer). Exemplos de depsitos de placer so inmeros, como Ouro, ilmenita, magnetita e diamantes esto entre os minerais obtidos de placers. No Brasil a mina de ouro de Jacobina na Bahia, rutilo e ilmenita em Mataraca na PB, so alguns dos depsitos originados pela acumulao mecnica.

PLAGIOCLSIO

Clcico Sdico

Olivin

a Pirox

nio Om

blenda B

iotita

Microclina Muscovita Quartzo

MENOR MAIOR

Figura II.11 - Resistncia dos minerais ao intemperismo. Figura do autor.

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Numa experincia de GOLDICH, S. (1938): Journal of Geoloy; vol. 46 aplicou o intemperismo a uma amostra de gnaisse de composio grantica. Esta rocha continha 40% de plagioclsio, 30% de Feldspato potssico e 30% de quartzo. Durante o intemperismo o plagioclsio se decomps primeiro, depois desapareceu o K-Feldspato. Durante todo o processo se formou um mineral novo: o caulim. Ento o intemperismo destruiu minerais, mas tambm se formaram novos minerais.

Suponha que a amostra da experincia de Goldich contivesse cassiterita (Sn) que, juntamente com o quartzo seriam os minerais mais resistentes ao intemperismo e que o corpo de granito estivesse localizado conforme ilustrado na Figura III.42. Todo o conjunto de minerais sofreria a ao intemprica e, em seguida o transporte, de modo que chegassem ao fundo do vale, num rio, caulim + quartzo + cassiterita. O caulim provavelmente sofria mais transporte (por soluo), o quartzo (por saltao e rolamento), enquanto a cassiterita, por ser mais pesada, tenderia a se concentrar no fundo do rio formando um placer.

Figura II.12: Processo de Concentrao Mecnica. Figura do autor.

RED BED um termo aplicado a seqncias sedimentares (arenitos, siltitos e ardsias) que so aproximadamente de cor vermelha, mas usualmente associadas em propores variveis de estratos rtimicos, interdigitados, tipicamente cinzas, cinza esverdeado, marrom ou preto, depsitados em clima quente e sob condies oxidantes. Eles compreendem uma ampla faixa de fcies representando todo um espectro de ambiente deposicional no-marinho de leques aluviais, plancie de inundao de rio, desertos, lagos e deltas e de idades que variam desde o Proterozico at o Cenozico. A cor vermelha devido a xido de ferro. So importantes Depsitos Minerais de U, V e, secundariamente de Se, As, Mo, Pb, Cu e Zn.

II.3.3.3 Enriquecimento Supergnico - Lixiviao de certos elementos da parte superior de um depsito mineral e sua reprecipitao em profundidade para produzir concentraes mais altas. A poro superior de muitos depsitos de cobre prfiro tem seu enriquecimento

Intempe

rismo

Minerais PesadosMinerais Leves

Fluxo de Corrente

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devido aos processos supergnicos. Alguns autores consideram Processo Supergnico e Residuais como sinnimos. Por esta razo, deixaremos para apresentar maiores detalhes no item a seguir.

II.3.3.4 Processos Residuais - Lixiviao de elementos solveis, deixando concentraes de elementos insolveis. Esse processo tem sido invocado para a maioria dos depsitos de gossans (chapu de ferro), lateritas e bauxitas. Nas bauxitas a lixiviao de ferro e xido promove o enriquecimento de Alumnio. Naquele sentido mais amplo, os Depsitos Residuais seriam de dois tipos, um englobando os dentrticos (as concentraes mecnicas ou placers) e outro englobando todos os processos de enriquecimento atravs da lixiviao natural.

Os Depsitos Residuais devido a processos de lixiviao natural so formados em regies tropicais. Durante a estao chuvosa, ocorre intensa lixiviao das rochas e, durante a estao seca, a soluo contendo ons lixiviados atrada para a superfcie pela capilaridade da rocha, por onde se evapora deixando sais que so lavados na prxima estao chuvosa.

Eventualmente, toda a zona abaixo do lenol fretico lixiviada de ons relativamente mveis, tais como sdio, potssio, clcio e magnsio. Com a lixiviao sob condies de alto pH, a slica tambm dissolvida e removida do sistema. O material remanescente usualmente xido de ferro e alumnio que so concentrados. Rochas bsicas e ultrabsicas tendem a formar Laterita enquanto rochas granticas tendem a formar bauxita.

Essas lateritas podem se constituir de concrees limonticas semelhantes a Impresso digital ou desenho da limonita resultante da oxidao do mineral sulfeto de ferro constituindo as estruturas BOXWORK.

Zona de Enriquecimento Secundrio (Ex: Urnio)

Fluxo de gua Subterrnea

Superfcie

Superfcie

Superfcie

Zona Lixiviada (Ex: Depsito Residual de Bauxita)

Corpo de Minrio

1 Estgio

o2

Estgioo

Figura II.13: Desenho Esquemtico de um Perfil de Alterao Supergnica. A direita o Processo de Alterao Supergnica e acima um Perfil de um Depsito Supergnico formado a partir de um protlito sulfetado. Parcialmente compilada de www.geovirtual.cl.

XIDOS DE FERRO

VIOLARITA PIRITA

PENTLANDITA PIRROLITA

ZONA OXIDADA

ZONA DE TRANSIO

MINRIO FRESCO

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Gossans ou Chapu de Ferro so rochas que originalmente continham sulfetos e que foram submetidas a um processo de alterao supergnica. A cor avermelhada uma caracterstica importante dos Gossans. Ela se deve a transformao de sulfetos originais ricos em ferro em compostos oxidados. Os Gossans so o resultado da alterao fsica e qumica das rochas como conseqncia da ao de agentes como a chuva, o vento, sol ou as guas subterrneas. Esses processos produzem a alterao dos sulfetos, dissoluo e precipitao de outros minerais e uma importante lixiviao nas rochas. A formao de um Gossan depende de fatores distintos, como a paragnese original dos sulfetos, clima, relevo, tipo de rocha encaixante, nvel fretico, etc.

Figura II.14: Esquema de Zonao de Alterao Supergnica de um Depsito de Sulfeto. Parcialmente compilado de www.geovirtual.cl

Os Gossans no tm grande desenvolvimento em zonas afetadas pela glaciao ou naquelas de bosques midos, ou seja, naquelas zonas no propcias ao ambiente oxidante (por exemplo: Canad, Rssia, norte da Europa etc)

II.3.3.5 Precipitao Sedimentar - A concentrao anmala se forma devido a precipitao qumica (evaporao ou saturao) de certos elementos dissolvidos na gua (mar, lagoa,etc), como calcrios , sal gema, evaporitos, Formao de Ferro Bandada BIF (Banded Iron Formation), em que ferro e chert (gel silicoso) definem seqncias acamadadas (bandadas). Todos os Depsitos Sedimentares Qumicos esto includos nessa classificao.

Os BIF tm sido interpretados como produto da alternncia de paleo-ambiente redutor / oxidante, tendo sido o ferro precipitado quando o ambiente redutor predominava e a slica quando predominava o ambiente oxidante. Esse processo se deu nas fases mais ricas em ferro da histria do Oceano (tais fases ocorreram com regularidade de 3,8 a 1,8 b.a. e depois entre 0,8 a 0,6 b.a., com pico em torno de 2,5 b.a.). Os BIFs so formaes sedimentares acamadadas consistindo de espessuras de mm a poucos cm, alternando camadas ricas em ferro (magnetita Fe3O4, hematite = Fe2O3, and siderite = Fe(CO)2) e minerais silicatados como o chert (SiO2).

Os EVAPORITOS so Depsitos de Minerais salinos originados por processos de forte evaporao. O principal ambiente de formao so as lagunas em climas tropicais com forte e contnua evaporao. So minerais desses Depsitos a gipsita, halita, anidrita, silvita, e a carnalita.

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As formas texturais esferultica, fitada e coalescente, podem traduzir uma evoluo da mineralizao sob condies de dissoluo e precipitao, como no caso de Baritas, minrio de Ferro, Mangans (especialmente de assoalho ocenico).

A cimentao um processo diagentico responsvel pelo preenchimento de poros da rocha, que se caracteriza pela cristalizao de minerais que se precipitam e cimentam as partculas individuais. Os carbonatos e o quartzo so os minerais mais comumente encontrados nos cimentos de rochas sedimentares. Em se tratando de Depsitos Minerais os Sulfetos podem cimentar rochas em ambiente redutor e, nos ambientes mais oxidantes minerais minrio carbonatados, sulfatos. medida que o ambiente se torna cada vez mais oxidante ocorre a precipitao coloidal de hidrxido de ferro (limonita e goethita).

II.3.3.6 - Processo Vulcano-Exalativo: So Depsitos Minerais sedimentares que mostram relao com Rochas Vulcnicas ou vulcanismo. Eles esto em conformidade com a rocha hospedeira e freqentemente bandados, tpicos de processos sedimentares. O principal constituinte a pirita com ou sem calcopirita, esfarelita, garnierita, barita e Au-Ag. Eles so de trs tipos:

1. Tipo Cyprus Associado com vulcnicas mficas e seqncias ofiolticas. Consiste predominantemente de pirita com ou sem calcopirita. back arc basins

2. Tipo Besshi Associado com vulcanismo basltico dactico. Formam-se durante o estgio inicial de formao de arcos de ilha. Domina a pirita, mas a calcopirita e esfarelita so comuns. Tipificados por muitos depsitos vulcanognicos do Canad.

3. Tipo Kuroko - Associado com vulcanismo dactico rioltico. Formam-se durante tardio de vulcanismo de arco de ilha. A pirita no abundante, predominando a galena ou esfarelita, com ou sem calcopirita e tetraedita. Prata comum.

II.4 - Classificao Quanto a Caractersticas Especiais

Trata-se de uma classificao genrica que engloba alguns depsitos com caractersticas peculiares ou especiais e, por isso, merecedores de destaque em relao aos tipos anteriormente descritos.

II.4.1 - Sulfetos Macios Vulcanognicos (VMS) Uma classe especial de Depsitos Vulcano-exalativos cujas caractersticas mais marcantes decorrem da:

(i) acumulao de grandes massas de Sulfetos (essencialmente constitudas por pirita ( pirrotita), calcopirita, esfaleritae galena) e do;

(ii) seu carcter estratiforme a lenticular, concordante em relao a horizontes estratigrficos bem definidos, onde os minrios se encontram encaixados.

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Figura II.15 - Ambientes geotectnicos de Depsitos de Sulfetos Macios Vulcanognicos. Parcialmente compilado de Xavier. 2009 www.ige.unicamp.br/site/aulas/99/Maficas-ultramaficas.ppt

A natureza exclusivamente sedimentar ou vulcnica das formaes que encaixam as massas de Sulfetos macios determinante na caracterizao do ambiente geolgico em que as mesmas se desenvolveram (Figura II.16).

Figura II.16 Modelo Esquemtico de Depsitos de Sulfetos Macios Vulcanognicos VMS (segundo Lydon, 1984 (segundo Lydon, 1984 apud de Xavier. 2009 www.ige.unicamp.br/site/aulas/99/Maficas-ultramaficas.ppt.).

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Os VMS podem ainda ser subdivididos nos seguintes tipos de acordo com a sua associao com o tipo de rochas encaixantes:

1. Depsitos de Sulfetos macios vulcanognicos

a) Tipo Primitivo - Kidd Creek e Amulet (Canad);

b) Tipo Polimetlico - Aljustrel e Neves Corvo (Portugal), Rio Tinto, Tharsis e Aznalcollar (Espanha);

c) Tipo Ofioltico - ofiolito de Troodos (Chipre).

d) Tipo Besshi Besshi (Japo)

2. Depsitos de Sulfetos macios associados a rochas sedimentares clsticas (SEDEX) Red Dog (USA), Sullivan (Canad); Rubiales (Espanha);

3. Depsitos de Sulfetos macios associados a rochas carbonatadas (MVT-Mississippi Valley Type) Polaris (Canad), Upper Mississippi Valey district (USA)

II.4.2 Depsitos do Tipo Skarn - O termo SKARN (em portugus escarnito) ganhou uma conotao mais ampla e, por isso, merecedora de incluso nesse captulo de Depsitos Especiais. Antes o termo era empregado numa conotao gentica (rocha formada por processos hidrotermais), porm atualmente entende-se por Skarn as rochas metamrficas que contem minerais calciossilicatados, tais como, por exemplo: o diopsdio, epidoto,wollastonita, granada andradita, grossularita, actinolita etc. De outra forma, so rochas metamrficas regionais ou de contato constitudas por silicatos de Ca, Mg e Fe derivado de um protolito de calcrios e dolomitas nos quais so introduzidos metassomaticamente grandes quantidades de Si, Al, Fe e Mg.

Os skarns so formados durante o metamorfismo regional ou de contato e por uma variedade de processos metassomticos envolvendo fluidos magmticos, metamrficos, meteoritos e/ou de origem marinha. Eles so encontrados adjacentes a plutons, ao longo de falhas e zonas de cisalhamento, sistemas geotermais rasos, na base do assoalho ocenico e em profundidades crustais. O que define o skarn a mineralogia que inclui uma ampla variedade de minerais calciossilicatados e associados, mas comumente predomina a granada e o piroxnio.

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Os skarns podem ser subdivididos de acordo com diversos critrios. O termo Endoskarn (ou endoescarnito) utilizado para indicar que o protlito gneo enquanto Exoskarn (ou exoescarnito) para protlitos sedimentares. Skarn magnesiano e Skarn clcico so termos utilizados para descrever a composio dominante do protlito e os minerais escarnticos resultantes. Tais termos podem ser combinados, como exoskarn magnesiano o qual contem forsterita-diopsdio formado de dolomita. Hornfels designa rochas de granulometria fina composta por minerais calciossilicatados que resulta do metamorfismo de unidades carbonticas impuras (calcrio argiltico ou ardosiano). Figura II.17: Modelo de Formao de skarnide. Compilado de

Einaudi e Burt (1982) e http://www.science.smith.edu/departments/Geology/Skarn/

Os skarn de reao podem se formar de metamorfismo isoqumico de unidades de carbonato e ardsia finamente interacamadados onde h a transferncia metassomtica de componentes entre as litologias adjacentes.

Os skarnides so um termo descritivo de rochas calciossilicaticas que possuem granulometria relativamente fina, pobre em ferro e que reflete, no mnimo em parte, o controle composicional do protlito. Geneticamente o skarnoide intermedirio entre hornfels e skarn de granulometria grosseira.

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Figura II.18: Etapas da evoluo de um pluton associado a depsitos tipo Skarn . (Einaudi e Burt (1982) e http://www.science.smith.edu/departments/Geology/Skarn/)

A) Intruso Inicial que causa metamorfismo de contato nas rochas sedimentares.

B)Recristalizao metamrfica e mudanas de fases mineralgicas na rocha original, com processos locais de metassomatismo e circulao de fluidos que formam diversos minerais do grupo calciossilicatados (denomina-se skarn de reao e skarnoide), e sucede litologas diversas ao longo de um contato entre tipos de fluidos. Observe que o metamorfismo mais extenso e de maior temperatura em profundidade que nas zonas adjacentes e no topo do sistema.

C) Cristalizao e liberao de fcies aquosas da qual resulta a skarnizao por fluidos metassomticos. Observe em profundidade a aureola metamrfica menor. No topo do sistema as vezes o processo metassomtico supera a aureola metamrfica.

D) O resfriamento do pluton e a possvel circulao de gua meterica muito oxigenada causam alterao retrgrada (retrometamorfismo) do complexo de minerais calciossilicatados sendo esta alterao mais tpica em sistemas formados a baixas profundidades.

Retrometa-morfismo

Granada, Piroxnio e outros minerais calciossilicatados

Pluton Grantico

Arenito

Mrmore

Calcrio

Homfels

Ardsia

Homfels Calciossilicatados

Calcrio Ardosiano

Rochas vulcnicas

Mrmore Calciossilicatados

Calcrio Siltoso

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TABELA II.2- SNTESE DE ALGUNS DEPSITOS DO TIPO SKARN

DEPSITO DE SKARN

MINERALIZAO ASSOCIADA AMBIENTE TECTNICO CARACTERSTICAS

Skarn de Sn F, Rb, Li, Be, W e Mogranitos tIpicamente alcalinos (tipo S) em ambientes intrusivos intracontinentais

Baixo teor de sulfetos e alto teor de xidos. Jazimentos de pequeno volume e baixo teor, mximo 30 Mt com 0.1 0.4% Sn. Son de escassa ou nula importncia econmica

Skarn de W Mo, F, Cu,

margem continental, relacionados a magmas de subduo calco-alcalinos do tipo I de composio granodiortica e quartzomonzontica, intrusos em seqncias de rochas calcrias luttitos

Minerais de maior Temperatura: granadas, piroxnios, scheelita e wollastonita. Ocorre no contato imediato entre o corpo intrusivo profundo e a rocha calcria hospedeira, tanto a nvel de exo como endo skarn. Podem gradar para Cu-skarn.

Skarn de CuCobre Prfiros (reservas de 50 a 500 milhes de ton), scheelita (W)

ambientes de margem continental, relacionados a magmas calco-alcalinos, especificamente stocks e prfiros granodiortico/dacticos e quartzo monzonticos

alto contedo de granada e uma alta razo granada/piroxnio. Alto contedo de magnetita hematita, indicando ambiente oxidante. Os sulfetos tpicos so pirita, calcopirita e menor bornita e esfalerita, indicando um moderado grau de sulfetizao. Tremolita-actinolita, smectita, siderita, calcita, talco, epidoto, clorita, com xidos e/ou sulfetos de ferro,

Skarn de Zn-Pb Cu, Ag, Au e Mn

Margens continentais de subduo relacionadas com fontes de fluidos hidrotermais a intrusivos granodiorticos e quartzo monzonitos calco-alcalinos .

razo granada/piroxnio baixa, piroxnios de composio Ca-Fe e Mn. Teor de Zn varia de 6 e 12% - razo Zn/Pb 1/1 a 2/1. Podem apresentar 1 a 9 oz. de Ag y 1 a 2 g/t Au

Baseado em Einaudi e Burt (1982) e http://www.science.smith.edu/departments/Geology/Skarn/

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Os Depsitos Minerais de skarn so classificados de acordo com o metal econmico dominante. So Depsitos que partilham muitas modificaes e caractersticas geoqumicas, mas so, no entanto, facilmente distinguveis. Assim, os Depsitos metlicos de skarn so divididos em sete tipos (Au, Cu, Fe, Mo, Sn, W, e Zn - Pb), enquanto os no-metlicos, explorados comercialmente em vrios locais do mundo, recebem o nome do mineral-minrio. Os sete tipos so designados como: Fe Skarn, Au Skarn, W Skarn, Cu Skarn, Zn Skarn, Mo Skarn e Sn Skarn.

As caractersticas gerais incluem: (i) alterao por remobilizao seletiva de minerais calciossilicatados (ex: piroxnios diopsdio, espinlio, hedembergita, johansenita, wollastonita; granadas andradita, grossularita, almandina espessartita; anfiblios hornblenda, tremolita-actinolita; scheelita. Esmectita (argila), clorita, talco, siderita, calcita, opalina). (ii) A mineralogia de alterao aparece tipicamente zonada, existindo quase sempre uma superposio do metamorfismo progressivo por minerais de retrometamorfismo. (iii) A rocha hospedeira tipicamente calcria, calcrios, dolomitas ou rochas sedimentares clsticas calcrias. (iv) Os depsitos do tipo skarn so variados compreendendo grandes famlias de tipos de depsitos.

Figura II.19 - Ambientes tectnicos de formao dos Skarns. Parcialmente compilado de Einaudi e Burt (1982) e http://www.science.smith.edu/departments/Geology/Skarn/

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II.4.3 Depsitos de Greenstone Belts (Cintures de Rochas Verdes) Merecem destaque por se tratar de uma seqncia de rochas vulcano-sedimentares que ocorre em associao com Terrenos de Alto-Grau (terrenos granito-greenstones), tpicas do Arqueano e, principalmente, por conterem as mais importantes mineralizaes de ouro. Contm tambm mineralizaes de prata, chumbo, cobre, nquel, cromo, zinco, Associao Pb-W-Zn-Ag-(Cu), etc.

Os greenstones belts tem sido interpretados como sendo uma crosta ocenica antiga e terrenos de arco de ilha. Essa seqncia foi submetida deformao e ao metamorfismo geralmente no fcies metamrfico xisto-verde, com aparecimento de cloritas, actinolita, anfiblios verdes e outros minerais esverdeados que deram origem ao nome greenstone. Via de regra a estratigrafia de um Greenstone Belts compreende: (i) uma unidade vulcnica mfica basal, de natureza toletica de fundo ocenico; (ii) uma unidade vulcnica flsica a intermediria, de quimismo calcialcalino com caractersticas similares s de vulcanitos de arcos continentais; e (iii) uma unidade sedimentar constituda de turbiditos vulcano-derivados e sedimentos vulcanoqumicos do tipo chert e BIF. Esse conjunto de supracrustais encontra-se metamorfisado nas fcies xisto verde e anfibolito e intrudido por granitides sin a tardi-tectnicos, sills gabricos e corpos lamprofricos ps-tectnicos.

Essa mesma seqncia poderia ser descrita para os Ofiolitos e para Assoalhos Ocenicos.

Alguns exemplos brasileiros incluem os Greenstone Belts (GB) de Crixs, Guarinos e Pilar de Gois (GO) com Minerao de Ouro da Minerao Serra Grande, em Crixs, o GB do Rio Itapicuru (BA) com Minerao de Ouro da Minerao Fazenda Brasileiro e o GB Rio das Velhas com Minerao de Ouro da Morro Velho e So Bento Minerao S/A (fechada em 2006/2007), entre vrios outros.

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LITOLOGIAOrtoquartzitos, quartilitos (matriz ferruginosa), filitos quartzonosos, filitos e conglomerados com seixos de itabiritosCorita - xistos, grauvacas, metatufos, conglomerados e quartzitosFilitos e Filitos grafitosos

OrtoquartizitosFilitos, filitos dolomticos e dolomito silioso

Dolomitos, filito dolomtico e calcrios

Itabirito, itabirito dolomtico, hematit