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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

ESCOLA DE MINAS

DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM EVOLUÇÃO CRUSTAL

E RECURSOS NATURAIS

Petrogênese/Depósitos Minerais/Gemologia

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

ASSINATURA GEOQUÍMICA DA HEMATITA COMPACTA DO

QUADRILÁTERO FERRÍFERO – MG: UMA CONTRIBUIÇÃO

PARA A COMPREENSÃO DE SUA GÊNESE

por

Daniel Aparecido da Silva Rodrigues

(Pós-graduando)

Orientador:

Hermínio Arias Nalini Jr.

Coorientador

Issamu Endo

Ouro Preto - Dezembro/2015

i

ASSINATURA GEOQUÍMICA DA HEMATITA COMPACTA DO

QUADRILÁTERO FERRÍFERO – MG: UMA CONTRIBUIÇÃO

PARA COMPREENSÃO DE SUA GENÊSE

iii

FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

Reitor

Marcone Jamilson Freitas Souza

Vice-Reitora

Célia Maria Fernandes Nunes

Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação

Fábio Faversani

ESCOLA DE MINAS

Diretor

Issamu Endo

Vice-Diretor

José Geraldo Arantes de Azevedo Brito

DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

Chefe

Antonio Luciano Gandini

v

EV O L U Ç Ã O CR U S TA L E R EC U R S O S N A TU R A IS

vi

Universidade Federal de Ouro Preto – http://www.ufop.br

Escola de Minas – http://www.em.ufop.br

Departamento de Geologia – http://www.degeo.ufop.br/

Programa de Pós-Graduação em Evolução e Recursos Naturais

Campus Morro do Cruzeiro s/n – Bauxita

35.400-000, Ouro Preto, Minas Gerais

Tel. (31) 3559-1600, Fax: (31) 3559-1606, e-mail: [email protected]

Os direitos de tradução e reprodução reservados.

Nenhuma parte dessa publicação poderá ser gravada, armazenada em sistemas eletrônicos,

fotocopiada ou reproduzida por meios mecânicos ou eletrônicos ou utilizada sem a observância

das normas de direito autoral.

Depósito Legal na Biblioteca Nacional

Edição 1ª

http://www.ufop.br/

http://www.em.ufop.br/

http://www.degeo.ufop.br/

mailto:[email protected]

vii

Agradecimentos

Em primeiro lugar, agradeço a Deus por mais essa conquista e por nunca ter me deixado

desistir. Agradeço também aos meus pais (Joana D’arc e Juarez) e irmão (Eduardo) por sempre

acreditarem no meu sonho e no meu potencial.

À oportunidade de fazer o mestrado agradeço ao Professor/Orientador Hermínio Arias

Nalini Jr. que depositou sua confiança em mim para realização desse projeto, juntamente com o

Professor/Coorientador Issamu Endo.

Toda a parte laboratorial realizada nesse trabalho só foi possível devido a grande

colaboração dos integrantes do Laboratório de Geoquímica (LGqA) da Universidade Federal de

Ouro Preto (UFOP), em especial aos funcionários: Adriana Trópia de Abreu pela ajuda, conselhos

e ensinamentos nas diversas análises instrumentais, ao grande Antônio Celso pela ajuda nos

trabalhos de britagem, moagem e determinação de ferro e ao Leo pelos conselhos. Aos colegas de

pós-graduação e laboratório Geraldinho e Ana Ramalho pelas ajudas e inúmeras discussões. E aos

demais colegas pela colaboração, sem a ajuda de vocês se tornaria mais difícil de realizar esse

trabalho.

Aos funcionários dos laboratórios de Laminação, britagem e moagem, DRX, FRX,

microscopia óptica e MEV-EDS o meu sincero agradecimento. Agradeço também a colaboração

dos professores que lecionaram as disciplinas da pós. Ao Professor Edison Tazava por estar

sempre disposto a ajudar.

Agradeço a UFOP e ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos

Naturais do Departamento de Geologia da UFOP pela infraestrutura oferecida.

À FAPEMIG e a Empresa VALE que financiaram esse trabalho por meio do projeto

RDP-00063-10. A CAPES pela concessão da bolsa de estudos durante a realização desse

trabalho.

Sumário

Agradecimentos ....................................................................................................................................... vii

Sumário ..................................................................................................................................................... ix

Lista de Figuras ....................................................................................................................................... xiii

Lista de Tabelas ..................................................................................................................................... xvii

Resumo .................................................................................................................................................. xix

Abstract...................................................................................................................................................xxi

CAPÍTULO 1- INTRODUÇÃO ..............................................................................................................1

1.1- NATUREZA DE ESTUDO ................................................................................................................ 1

1.2- OBJETIVOS E METAS ...................................................................................................................... 2

1.3- LOCALIZAÇÃO DAS ÁREAS DE ESTUDO ................................................................................... 3

1.4- MÉTODOS E ESTRATÉGIA DE AÇÃO .......................................................................................... 6

1.4.1- Caracterização Mineralógica por Difração de Raios X (DRX) ............................................ 11

1.4.2- Determinação de Elementos Maiores por Fluorescência de Raios X (FRX) ....................... 12

1.4.3- Determinação de Elementos Maiores e Menores por ICP-OES ........................................... 13

1.4.4- Determinação de Elementos-traços, Inclusive os ETR’s por ICP-MS ................................. 16

1.4.5- Determinação de Ferro Total, Ferro Ferroso (Fe2+

) e Ferro Férrico (Fe3+

) .......................... 19

Determinação de Ferro Total .............................................................................................. 19

Determinação de Ferro Ferroso .......................................................................................... 21

1.4.6- Perda ao Fogo ....................................................................................................................... 23

1.4.7- Tratamento e Análises dos Dados Obtidos........................................................................... 25

CAPÍTULO 2- GEOLOGIA DAS ÁREAS DE ESTUDO ................................................................27

2.1- O QUADRILÁTERO FERRÍFERO ................................................................................................. 27

2.2- SUPERGRUPO MINAS ................................................................................................................... 30

2.2.1- Grupo Itabira ........................................................................................................................ 31

2.3- GEOLOGIA DAS MINAS ESTUDADAS ....................................................................................... 32

2.3.1- Complexo Itabirito ............................................................................................................... 32

2.3.2- Complexo Fazendão ............................................................................................................. 36

2.3.3- Complexo Itabira .................................................................................................................. 37

CAPÍTULO 3- FORMAÇÔES FERRÍFERAS BANDADAS (FFB’S) .............................................. 41

3.1- DEFINIÇÃO, ORIGEM, IDADE E CLASSIFICAÇÃO DAS FFB’s .............................................. 41

3.1.1-Definição de FFB’s ............................................................................................................... 41

3.1.2- Origem das FFB’s ................................................................................................................ 41

3.1.3- Idade das FFB’s .................................................................................................................... 44

3.1.4- Classificação das FFB’s ....................................................................................................... 45

3.2- ORIGEM DO MINÉRIO HEMATÍTICO DE ALTO TEOR ........................................................... 46

3.2.1- Hematita Compacta .............................................................................................................. 50

3.3- COMPOSIÇÃO GEOQUÍMICA DAS FFB’s .................................................................................. 52

x

3.3.1- Elementos-traços e Elementos Terras Raras (ETR’s) .......................................................... 53

Elementos-traços ............................................................................................................................. .53

Elementos Terras Raras (ETR’s) ......................................................................................... 54

CAPÍTULO 4-CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA ...............................................................59

4.1- AMOSTRAS DO COMPLEXO ITABIRITO ................................................................................... 59

Mina Galinheiro ................................................................................................................... 60

Mina do Pico ........................................................................................................................ 60

Mina Sapecado ..................................................................................................................... 61

4.2- AMOSTRAS DO COMPLEXO FAZENDÃO ................................................................................. 62

Mina São Luiz ...................................................................................................................... 63

Mina Tamanduá ................................................................................................................... 63

Mina Almas .......................................................................................................................... 64

4.3- AMOSTRAS DO COMPLEXO ITABIRA ...................................................................................... 64

Mina Conceição ................................................................................................................... 65

Mina Periquito ..................................................................................................................... 66

CAPÍTULO 5-ANÁLISES GEOQUÍMICAS ......................................................................................69

5.1- COMPLEXO ITABIRITO ................................................................................................................ 70

5.1.1- Mina Galinheiro ................................................................................................................... 70

Determinação dos elementos maiores e menores ................................................................ 70

Comportamento dos elementos-traços ................................................................................. 71

Comportamento dos ETR’s + Y ........................................................................................... 71

5.1.2- Mina do Pico ........................................................................................................................ 72




5.1.3- Mina Sapecado ..................................................................................................................... 76




5.1.4- Comparação das Análises Geoquímicas do Complexo Itabirito .......................................... 78

Elementos maiores e menores .............................................................................................. 78

Elementos-traços .................................................................................................................. 80

ETR’s + Y ............................................................................................................................. 80

5.2- COMPLEXO FAZENDÃO............................................................................................................... 85

5.2.1- Mina São Luiz ...................................................................................................................... 86




5.2.2- Mina Tamanduá ................................................................................................................. 88

Determinação dos elementos maiores e menores ................................................................. 88



5.2.3 – Mina Almas ...................................................................................................................... 90




5.2.4- Comparação das Análises Geoquímicas do Complexo Fazendão ..................................... 92

Elementos maiores e menores .............................................................................................. 92

Elementos-traços .................................................................................................................. 93

5.3- COMPLEXO ITABIRA .................................................................................................................... 98

5.3.1- Mina Conceição ................................................................................................................. 99



Comportamento dos ETR’s + Y ......................................................................................... 100

5.3.2- Mina Periquito ................................................................................................................. 101

Determinação dos elementos maiores e menores .............................................................. 101

Comportamento dos elementos-traços ............................................................................... 101

Comportamento dos ETR’s + Y ......................................................................................... 102

5.3.3- Comparação das Análises Geoquímicas do Complexo Itabira........................................... 104

Elementos maiores e menores ............................................................................................ 104

Elementos-traços ................................................................................................................ 105

ETR’s + Y ........................................................................................................................... 106

5.4- COMPARAÇÃO DAS ANÁLISES GEOQUÍMICAS ENTRE OS COMPLEXOS ITABIRITO,

FAZENDÃO E ITABIRA .............................................................................................................. 110

Elementos maiores e menores ............................................................................................ 110

Elementos-traços, inclusive os ETR’s + Y ......................................................................... 111

5.5- COMPARAÇÃO DAS ANÁLISES GEOQUÍMICAS REALIZADAS COM OS DADOS DA

LITERATURA ............................................................................................................................... 114

CAPÍTULO 6- CONCLUSÃO .........................................................................................................121

REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 125

xiii

Lista de Figuras

Figura 1.1: Mapa geológico simplificado do Quadrilátero Ferrífero. ....................................................... 3

Figura 1.2: Imagem mais detalhada das minas do Complexo Itabirito. .................................................... 4

Figura 1.3: Imagem mais detalhada das minas do Complexo Fazendão. ................................................ 5

Figura 1.4: Localização da cidade de Itabira ............................................................................................ 5

Figura 1.5: Imagem mais detalhada da Mina Conceição e da Mina Periquito. ......................................... 6

Figura1.6: Fluxograma envolvendo a cominuição dos minérios até a realização das

análises geoquímicas...................................................................................................7

Figura 1.7: Processo de cominuição do minério de ferro. ....................................................................... 11

Figura 1.8: Equipamento de DRX utilizado na caracterização mineralógica das amostras. ................... 12

Figura 1.9: a) Equipamento de fusão para FRX e b) Espectromêtro de FRX. ........................................ 13

Figura 1.10: ICP-OES, modelo Agilent Technologies 725, 2011. .......................................................... 13

Figura 1.11: Fluxogram dos principais componentes de um ICP-OES . ................................................ 14

Figura 1.12:Fluxograma representando as etapas do processo de fusão para leitura em

ICP-OES.............................................................................................................................. 15

Figura 1.13: Mosaico de fotografias representando algumas etapas da fusão para posterior análise em

ICP-OES.............................................................................................................................. 16

Figura 1.14: ICP-MS, modelo Agilent Technologies 7700x, 2011. ....................................................... 16

Figura 1.15: Fluxograma da abertura da amostra de minério de ferro . .................................................. 19

Figura 1.16: Mosaico de fotografias representando as etapas da determinação do ferro total. ............... 21

Figura 1.17: Fotografias representando as etapas da determinação do ferro ferroso. ............................. 23

Figura 1.18: Fluxograma representando as etapas envolvidas na determinação do PPC........................ 24

Figura 1.19: Mosaico de fotografias representando as etapas da determinação do PPC. ....................... 24

Figura 2.1: Mapa litológico do Quadrilátero Ferrífero. .......................................................................... 28

Figura 2.2: Coluna estratigráfica proposta para o Quadrilátero Ferrífero ............................................... 29

Figura2.3: Mapa Geológico do Complexo Itabirito......................................................................32

Figura 2.4: Modelo conceitual para concentração da mineralização desenvolvido para o Sinclinal

Moeda ................................................................................................................................. 34

Figura 2.5: Mapa Geológico do Complexo Fazendão. ........................................................................... 36

Figura 2.6: Mapa geológico da Mina Conceição e da Mina Periquito (Complexo Itabira). ................... 38

Figura 3.1: Modelo de deposição ferrífera do Arqueano e Paleoproterozoico ....................................... 42

Figura 3.2: Modelo de deposição das FFB’s.................................................................................44

Figura3.3: Representação esquemática das idades das formações ferríferas................................45

Figura 3.4: Mapa com a distribuição de alguns depósitos mais importantes de hematita de alto teor. ...48

Figura 3.5: Classificação dos principais tipos de depósitos de minério de hematita de alto teor.........49

Figura 4.1: Mosaico de fotografias representando a Mina do Pico........................................................59

Figura 4.2: Difratograma de algumas amostras.....................................................................................62

Figura 4.3: Mosaico de fotografias representando os locais de coleta das amostras do Complexo

Fazendão ............................................................................................................................. 62

Figura 4.4: Microfotografias do Complexo Fazendão ............................................................................ 64

Figura 4.5: Fotografias representando os locais das coletas das amostras do Complexo Itabira ............ 65

Figura 4.6: Microfotografia retirada em luz transmitida da amostra de itabirito MC-07 ....................... 66

Figura 4.7: Microfotografias do Complexo Fazendão. ........................................................................... 67

Figura 5.1: Perfis dos ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito da

Mina Galinheiro pertencente ao Complexo Itabirito. .......................................................... 72

xiv

Figura 5.2: Perfis dos ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito da

Mina do Pico pertencente ao Complexo Itabirito.......................................................75

Figura 5.3: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina Sapecado pertencente ao Complexo

Itabirito......................................................................................................................78

Figura 5.4: Teores de Fe2O3 das amostras das minas do Complexo Itabirito ......................................... 79

Figura 5.5: Teores de FeO das amostras das minas do Complexo Itabirito...................................79

Figura 5.6: Teores dos elementos maiores e menores das amostras das minas do Complexo Itabirito. . 79

Figura 5.7: Gráfico representando a concentração média, em ppm, dos elementos-traços das amostras

de hematita compacta e das amostras de itabirito do Complexo Itabirito ........................... 80

Figura 5.8: Comparação entre os ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das amostras de

itabirito do Complexo Itabirito............................................................................................ 82

Figura 5.9: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Itabirito .................... 83

Figura 5.10: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Itabirito .................. 83

Figura 5.11: Eu/Eu* versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do Complexo Itabirito. ................................ 85

Figura 5.12: Somatório de ETR’s + Y versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do Complexo Itabirito ...... 85

Figura 5.13: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina São Luiz pertencente ao Complexo

Fazendão...................................................................................................................88

Figura 5.14: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina Tamanduá pertencente ao Complexo

Fazendão. ............................................................................................................................ 90

Figura 5.15: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina Almas pertencente ao Complexo Fazendão .. 92

Figura 5.16: Teores de Fe2O3 das amostras das minas do Complexo Fazendão ..................................... 92

Figura 5.17: Teores de FeO das amostras das minas do Complexo Fazendão ....................................... 93

Figura 5.18: Teores dos elementos maiores e menores das amostras das minas do Complexo

Fazendão...................................................................................................................93

Figura 5.19: Gráfico representando as concentrações, em ppm, dos elementos-traços das amostras de

hematita compacta e das amostras de itabirito do Complexo Fazendão ............................. 94


itabirito do Complexo Fazendão ......................................................................................... 95

Figura 5.21: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Fazendão ................ 96

Figura 5.22: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Fazendão ................ 97

Figura 5.23: Eu/Eu* versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do Complexo Fazendão ........................... 98

Figura 5.24: Somatório de ETR’s + Y versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do

Complexo Fazendão..................................................................................................98

Figura 5.25: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina Conceição .................................................. 100

Figura 5.26: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina Periquito....................................................104

Figura 5.27: Teores de Fe2O3 das amostras das minas do Complexo de Itabira...................................104

Figura5.28:Teores de FeO das amostras das minas do Complexo de Itabira...................................105

Figura 5.29: Teores dos elementos maiores e menores das amostras das minas do Complexo Itabira105

Figura 5.30: Gráfico representando as concentrações, em ppm, dos elementos-traços das amostras de

hematita compacta e das amostras de itabirito do Complexo Itabira .................................................106

Figura 5.31: Comparação entre os ETR’s + Y do Complexo Itabira....................................................107

Figura 5.32: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Itabira ................... 108

Figura 5.33: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Itabira. .................. 108

Figura 5.34: Eu/Eu* versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do Complexo Itabira. ................................. 109

Figura 5.35: Somatório de ETR’s + Y versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do Complexo Itabira..110

xv

Figura 5.36: Comparação dos teores de Fe2O3 das amostras de hematita compacta e das amostras de

itabirito do Complexo Itabirito, Complexo Fazendão e Complexo Itabira..............110

Figura 5.37: Comparação dos teores de FeO das amostras de hematita compacta e das amostras de

itabirito do Complexo Itabirito, Complexo Fazendão e Complexo Itabira..............111

Figura 5.38: Comparação dos elementos-traços das amostras de hematita compacta e das amostras de

itabirito das minas do Complexo Itabirito, Complexo Fazendão e Complexo Itabira.....112

Figura 5.39: Gráfico binário relacionando o somatório de elementos-traços das amostras de hematita

compacta com o somatório de elementos-traços das amostras de itabirito das minas

estudadas.................................................................................................................112

Figura 5.40: Gráficos binários entre o elemento-traço Zr e os elementos-traços: Th, Hf, Nb e Sc..113

Figura 5.41: Comparação dos ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das amostras de

itabirito do Complexo Itabirito, Complexo Fazendão e Complexo Itabira...............113

Figura 5.42: Gráfico binário relacionando o somatório de ETR’s + Y das amostras de hematita

compacta e das amostras de itabirito das minas estudadas.......................................114

Figura 5.43: Comparação da composição química (%) médias das amostras de hematita compacta dos

Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira com a composição química (%) média da Mina de

Águas Claras e da Mina de Meghatuburu................................................................116

Figura 5.44: Composição química média, em ppm, dos elementos-traços das amostras de hematita

compacta e das amostras de itabirito dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira..117


itabirito dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira...............................................118

Figura 5.46: Comparação entre os ETR’s + Y das amostras de hematita compacta dos Complexos

Itabirito, Fazendão, Itabira, da Mina de Águas Claras e da Mina de Meghatuburu. ......... 119

xvii

Lista de Tabelas

Tabela 1. 1: Descrições Mineralógicas ..................................................................................................... 8 Tabela 1.2: Coordenadas das amostras coletadas no Complexo Itabirito.. ............................................... 9 Tabela 1.3: Coordenadas das amostras coletadas no Complexo Fazendão ............................................. 10 Tabela 1.4: Coordenadas das amostras coletadas no Complexo Itabira .................................................. 10 Tabela 1. 5: Parâmetros e condições utilizadas nas análises em ICP-MS ............................................... 17 Tabela 1. 6: Limites de detecção e de quantificação dos elementos-traços estudados via ICP-MS. ...... 18 Tabela 1.7: Reações envolvidas na determinação do ferro total ............................................................. 20 Tabela 1. 8: Reações envolvidas na determinação do ferro ferroso ........................................................ 22 Tabela 5.1: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Galinheiro determinados via

ICPOES/FRX...................................................................................................................... 70 Tabela 5.2: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos elementos-traços das

amostras da Mina Galinheiro pertencente ao Complexo

Itabirito..................................................................................................................... 71 Tabela 5.3: Composição geoquímica, concentrações em ppm, dos ETR’s + Y das amostras da Mina

Galinheiro pertencente ao Complexo Itabirito.. .................................................................. 72 Tabela 5.4: Elementos maiores e menores das amostras da Mina do Pico determinados via

ICP-OES/FRX.. ................................................................................................................... 73 Tabela 5.5: Composição geoquímica dos elementos-traços, com as concentrações em ppm, das

amostras da Mina do Pico pertencente ao Complexo

Itabirito......................................................................................................................74 Tabela 5.6: Composição geoquímica, concentrações em ppm, dos ETR’s + Y das amostras da Mina do

Pico pertencente ao Complexo Itabirito. ............................................................................. 74 Tabela 5.7: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Sapecado determinados via

ICPOES/FRX.....................................................................................................................76 Tabela 5.8: Composição geoquímica dos elementos-traços, com as concentrações em ppm, das

amostras da Mina Sapecado pertencente ao Complexo Itabirito........................................ 77 Tabela 5.9: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos ETR’s + Y das amostras da

Mina Sapecado pertencente ao Complexo

Itabirito..................................................................................................................... 77 Tabela 5.10: Razões e anomalias de alguns ETR’ + Y para as amostras do Complexo Itabirito............81 Tabela 5.11: Elementos maiores e menores das amostras da Mina São Luiz determinados via

ICP-OES/FRX. .................................................................................................................... 86 Tabela 5.12: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos elementos-traços das

amostras da Mina São Luiz pertencente ao Complexo Fazendão. ...................................... 87 Tabela 5.13: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos ETR’s + Y das amostras da

Mina São Luiz pertencente ao Complexo Fazendão. .......................................................... 87 Tabela 514: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Tamanduá determinados via

ICP-OES/FRX.. ................................................................................................................... 88 Tabela 5.15: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos elementos-traços das

amostras da Mina Tamanduá pertencente ao Complexo Fazendão. ................................... 89 Tabela 5.16: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos ETR’s + Y das amostras da

Mina Tamanduá pertencente ao Complexo Fazendão. ....................................................... 89 Tabela 5.17: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Almas determinados via


amostras da Mina Almas pertencente ao Complexo Fazendão. .......................................... 91 Tabela 5.19: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos ETR’s + Y das amostras da

Mina Almas pertencente ao Complexo Fazendão.. ............................................................. 91 Tabela 5.20: Razões e anomalias de alguns ETR’s + Y para as amostras do Complexo Fazendão. ...... 95

x

Tabela 5.21: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Conceição determinados via


amostras da Mina Conceição pertencente ao Complexo Itabira. ........................................................... 100 Tabela 5.23: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos ETR’s + Y das amostras da

Mina Conceição pertencente ao Complexo Itabira. .......................................................... 100 Tabela 5.24: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Periquito determinados via

ICP-OES/FRX.. ................................................................................................................. 101 Tabela 5.25: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos elementos-traços das

amostras da Mina Periquito pertencente ao Complexo Itabira. ........................................ 102 Tabela 5.26: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos ETR’s + Y das amostras da

Mina Periquito pertencente ao Complexo Itabira. ............................................................ 103 Tabela 5.27: Razões e anomalias de alguns ETR’s + Y para as amostras do Complexo Itabira. ......... 107 Tabela 5.28: Composição química (%) média dos elementos maiores das amostras dos complexos

Itabirito, Fazendão, Itabira, da Mina de Águas Claras e da Mina de Meghatuburu. ......... 115 Tabela 5.29: Composição química, em ppm, média dos elementos-traços das amostras dos complexos

Itabirito, Fazendão, Itabira, da Mina de Águas Claras e da Mina de Meghatuburu. ......... 116 Tabela 5.30: Composição química média, em ppm, dos ETR’s + Y das amostras dos Complexos

Itabirito, Fazendão, Itabira, da Mina de Águas Claras e da Mina de Meghatuburu. ......... 118

xix

Resumo

O estudo da gênese da hematita compacta do Quadrilátero Ferrífero (QFe) é motivo de interesse tanto

científico quanto econômico. No entanto, têm-se poucos trabalhos sobre estudos geoquímicos relevantes

que possam contribuir para a gênese do minério hematítico. A hematita compacta é um tipo especial de

minério de ferro, pois apresenta elevado teor em ferro, baixo teor em sílica e textura maciça. Há certa

controvérsia sobre o tipo de mineralização envolvido na formação da hematita compacta, alguns autores

defendem a origem supergênica e outros a participação de fluidos hipogênicos-metamórficos-

hidrotermais na formação desse tipo de minério. Esse trabalho tem como objetivo contribuir para o

entendimento da gênese da hematita compacta. As amostras para estudo foram coletadas em três regiões

distintas do QFe: Complexo Itabirito (Minas do Pico, Galinheiro e Sapecado), Complexo Fazendão

(Minas São Luiz, Tamanduá e Almas) e Complexo Itabira (Minas Conceição e Periquito). Foram

coletadas amostras de hematita compacta e amostras de itabirito, com a intenção de comparar e verificar

se há semelhança geoquímica entre ambas, sobretudo no que se refere à composição de elementos-

traços, inclusive os elementos terras raras (ETR’s). Fez-se a caracterização mineralógica das amostras

por técnicas microscópicas (Microscopia Óptica e MEV-EDS) e por DRX. A composição da hematita

compacta é bastante simples, sendo constituída, essencialmente, por hematita (valor médio de Fe2O3 =

98,0%). Em todas as amostras foram observados a presença de magnetita (FeO.Fe2O3 = 3,0 a 20,0%) e,

ainda em algumas amostras foram evidenciados a martitização, que é um processo de alteração

oxidativa, em que a magnetita se transforma em hematita. Já as amostras de itabirito são constituídas,

principalmente, por camadas alternadas de hematita e quartzo. A determinação de ferro total foi

realizada pelo método titulométrico com dicromato de potássio, os valores obtidos variaram de 98,51 a

99,86%; 87,45 a 98,51% e 98,59 a 99,74% para as amostras de hematita compacta dos Complexos

Itabirito, Fazendão e Itabira, respectivamente. Todas as amostras apresentam valores de óxido ferroso

(FeO) inferiores a 1,0%. As análises geoquímicas foram realizadas para se determinar os elementos

maiores e menores por ICP-OES e a determinação dos elementos-traços, inclusive os ETR’s + Y (La,

Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Y, Er, Tm, Yb e Lu) por ICP-MS. As amostras de hematita

compacta do Complexo Itabirito são as que apresentam maiores teores de Fe total médio e maiores

teores médio de elementos-traços analisados quando comparado com os outros complexos estudados.

Todas as amostras analisadas apresentam anomalias positiva de Eu, indicando uma possível

contribuição de fontes hidrotermais na formação da hematita compacta. A maioria das amostras

apresentam anomalias positivas de Ce, sugerindo uma ambiente redutor na época de formação dessas

amostras. A variação na concentração de elementos-traços, inclusive os ETR’s + Y, pode indicar

heterogeneidade na concentração original dos fluidos mineralizantes ou nos processos envolvidos na

gênese desse minério. Apesar das variações de concentração, observa-se um enriquecimento dos ETRP

em relação aos ETRL na maioria das amostras.

Abstract

The study of the genesis of compact hematite of the Iron Quadrangle (QFe) is the subject of much

scientific interest as economic. However, there have been few studies on relevant geochemical studies

which contribute to the genesis of hematite ore. The compact hematite is a special type of iron ore, it has

a high iron content, low silica content and massive texture. There is some controversy about the type of

mineralization involved in the formation of compact hematite, some authors advocate the supergene

origin and the participation of other hypogene-metamorphic-hydrothermal fluids in the formation of this

type of ore. This paper goal is to contribute to the understanding of the genesis of compact hematite.

Samples for the study were collected in three different regions of the QFe: Itabirito complex (Pico Mine,

Galinheiro Mine and Sapecado Mine), Fazendão Complex (São Luiz Mine, Tamanduá Mine and Almas

Mine) and Itabira Complex (Conceição Mine and Periquito Mine). Samples of compact hematite and

itabirite samples were collected with the intention to compare and check for geochemical similarity

between them, particularly with regard to the composition of trace elements including rare earth

elements (REE's). There was the mineralogical characterization of samples for microscopic techniques

(optical microscopy and SEM-EDS) and XRD. The composition of compact hematite is quite simple,

being comprised essentially of hematite (Fe2O3 average = 98.0%). In all samples were observed the

presence of magnetite (FeO.Fe2O3 = 3.0 – 20.0%) and even in some samples were shown martite

formation, which is an oxidative modification process in which magnetite is converted to hematite. The

Itabirite samples consist mainly of alternating layers of iron and quartz. The total iron determination

was carried out by titration method with potassium dichromate, values obtained ranged from the 98,51-

99.86%; 87.45-98.51% e 98.59 – 99.74% for the samples of compact hematite Itabirite Complex,

Fazendão Complex and Itabira Complex, respectively. All the samples show values ferrous oxide (FeO)

below 1.0%. The geochemical analisis were performed to determine the major and minor elements by

ICP-OES and the determination of trace elements, including REE's + Y (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd,

Tb, Dy, Ho, Y, Er, Tm, Yb and Lu) by ICP-MS. Samples of compact hematite from Itabirito Complex

are those with higher average total Fe content and higher average levels of trace elements analyzed

when compared to the other studied complex. All samples had positive anomalies of Eu, indicating a

possible contribution of hydrothermal vents in the formation of compact hematite. Most positive

samples show anomalies of Ce, suggesting a reducing environment at the time of formation of these

samples. The variation in the concentration of trace elements, including REE’s + Y, may indicate

heterogeneity in the original concentration of mineralizing fluids or processes involved in the genesis of

the ore. Despite the variations in concentration, there was an enrichment of HREE relative to LREE at

most samples.

CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

1.1- NATUREZA DE ESTUDO

O Quadrilátero Ferrífero (QFe), em Minas Gerais, está localizado na borda sul do Cráton São

Francisco. O QFe é constituído por rochas arqueanas, representadas pelos complexos metamórficos,

Supergrupo Rio das Velhas (greenstone belt), e por sequências metassedimentares proterozoicas do

Supergrupos Minas (Dorr II 1969). O minério de ferro do QFe encontra-se em formações ferríferas

bandadas (FFB’s), do inglês Banded Iron Formations (BIF’s) (Vilela et al. 2004), metamorfizadas

denominadas de itabiritos (Eschwege 1822). As FFB’s são objetos de constante interesse por serem

uma das principais fontes de minério de ferro do mundo. De acordo com Gross (1980), o principal

período de formação dos grandes depósitos de FFB’s se deu no Paleoproterozoico. As FFB’s são

formadas, geralmente, por camadas intercaladas de chert e óxidos de ferro (James 1954).

A mineralogia e a composição química das FFB’s têm sido extensivamente documentadas.

Porém poucos artigos têm sido publicados sobre a lito-quimio-estratigrafia das FFB’s do QFe e sobre

a geoquímica de elementos maiores, menores e traço, principalmente os elementos terras raras

(ETR’s) (Klein & Ladeira 2000, Spier et al. 2006).

As FFB’s passaram por diferentes processos de transformação ao longo de sua evolução

geológica, envolvendo processos de alterações mineralógicas e intensas modificações texturais, de

origem metamórfica e também supergênica, entre as quais o desenvolvimento de uma orientação

preferencial cristalográfica e morfológica de seus constituintes minerais (Rosière et al. 2001). De

acordo com os mesmos autores, esses fatores geológicos foram responsáveis por possibilitar a

ocorrência de hematita sob diferentes formas, dentre elas: compacta, especular, porosa, granoblástica

e, ainda, o processo de transformação da magnetita em hematita chamado de martitização.

As FFB’s do QFe encontram-se, principalmente, na Formação Cauê, parte inferior do Grupo

Itabira, pertencente ao Supergrupo Minas. As FFB’s do Grupo Itabira apresentam,

predominantemente: itabirito, hematita filitos, Fe-dolomitos e, subordinadamente, filitos piritosos

(Dorr II 1965, Rosière & Chemale Jr. 2001). O itabirito é o litotipo predominante na Formação Cauê,

podendo-se destacar quatro tipos: silicoso, dolomítico, anfibolítico e magnetítico (Amorim & Alkmim

2011). Os itabiritos são FFB’s metamórficas fortemente oxidadas e deformadas. No QFe, os itabiritos

se apresentam com elevado grau de oxidação, sendo o quartzo e a dolomita os principais minerais de

ganga e a hematita apresenta-se como óxido predominante (Rosière & Chemale Jr. 2001).

Rodrigues, D. A. S., 2015. Assinatura Geoquímica da Hematita Compacta do Quadrilátero Ferrífero...

2

Os corpos enriquecidos em ferro são denominados de “hematita”, fazendo referência ao

principal mineral minério. Historicamente, nas minerações de ferro brasileiras, o minério hematítico

de alto teor possui teores de Fe > 64% e baixo conteúdo em contaminantes: SiO2 < 2%, P < 0,080% e

Al2O3 < 3%. No caso da empresa Vale, o minério hematítico foi dividido em: minério hematítico

compacto (MHC), que são os tipos maciços, com alta coesão e resistência dos grãos e baixo índice de

porosidade (a hematita compacta é um termo comercial para hematititos, que são rochas com elevado

teor em ferro, sendo a hematita o óxido predominante), minério hematítico friável (MHF), abrandados

por meteorização e/ou lixiviação, que possuem baixa coesão e resistência dos grãos e alta porosidade;

além do minério hematítico médio (MHM), que corresponderia aos intermediários ou intercalações

dos dois tipos anteriormente apresentados (Costa 2009).

O minério hematítico compacto é um tipo especial de minério de ferro de alto grau que

apresenta características químicas e físicas peculiares, dentre as quais: alta quantidade em Fe2O3,

sendo aproximadamente 70% em ferro, baixo teor em sílica e textura maciça, que permitem que esse

minério seja usado como granulado (lump ore) nos processos de obtenção de ferro via redução direta

(Vilela et al. 2004). Segundo Varajão et al. (2002), a hematita compacta pode se apresentar sob três

formas: maciça, bandada ou laminada.

O estudo da gênese dos minérios de ferro do QFe é motivo de grande interesse tanto científico

quanto econômico (Sanders 1933, Dorr II et al. 1952, Park 1959, Dorr II 1965, Varajão et al. 2002).

Porém a falta de dados geoquímicos é clara, o que dificulta interpretações pormenorizadas. No caso

específico da hematita compacta a falta de informações sistemáticas e detalhadas ainda é mais

evidente, por isso a importância desse trabalho.

A origem hipogênica dos minérios hematíticos foi proposta, inicialmente, por Sanders (1933)

e a origem metassomática foi sugerida por Dorr II et al. (1952). Guild (1953) em seus estudos sugere

que os minérios hematíticos de alto grau de Congonhas/MG são resultados de substituições

hidrotermais governadas por zonas de brechas que podem ter sido formadas durante processos de

falhamento.

Park (1959) postula que a origem do minério hematítico pode ser tanto hipogênica quanto

supergênica, mas favorece a segunda hipótese, pois acredita que a magnetita foi substituída por

hematita em condições oxidantes, por meio de processos metamórficos e/ou metassomáticos.

1.2- OBJETIVOS E METAS

Esse trabalho tem como objetivo principal contribuir, por meio de estudos geoquímicos de

detalhe, para o entendimento da gênese do minério hematítico compacto de alto grau presente na

região do Quadrilátero Ferrífero/MG. Para isso foram selecionadas três áreas distintas: Complexo

Itabirito (Minas Sapecado, do Pico e Galinheiro), Complexo Fazendão (Minas São Luís, Tamanduá e

Contribuição às Ciências da Terra, Série M (75), vol. 335, 130p.

3

Almas) e Complexo Itabira (Minas Conceição e Periquito). Como objetivos específicos, pode-se ainda

citar:

obtenção da assinatura geoquímica para elementos maiores, menores e traços, inclusive os

ETR’s do minério hematítico compacto e dos itabiritos coletados próximos as amostras de

hematita compacta das áreas de estudo;

estudo geoquímico comparativo entre as minas citadas anteriormente;

caracterização petrográfica a partir de estudos em lâminas polidas delgadas utilizando técnicas

microscópicas de luz transmitida e luz refletida. E ainda, caracterização mineralógica de

algumas amostras coletadas por Difração de Raios X (DRX);

buscar informações genéticas que possam contribuir para o fortalecimento de uma das

hipóteses de formação do minério hematítico compacto (hipogênico-metamórfico-hidrotermal

ou supergênico).

1.3- LOCALIZAÇÃO DAS ÁREAS DE ESTUDO

As amostras foram coletadas nas minas do Complexo Itabirito (Minas Sapecado, do Pico e

Galinheiro), Complexo Fazendão (Minas São Luís, Tamanduá e Almas) e Complexo Itabira (Minas

Conceição e Periquito). Na Figura 1.1 encontram-se, a localização das áreas de estudo.

Figura 1.1: Mapa geológico simplificado do QFe. As setas indicam as áreas de estudo (modificado de Moreira

2009).

Complexo

Itabira

Complexo

Fazendão

Complexo

Itabirito


4

As minas pertencentes ao Complexo Itabirito estão localizadas na Região central do QFe no

município de Itabirito, próximo à rodovia BR-356 a, aproximadamente, 40 Km de Belo Horizonte. As

cavas da Mina do Pico estão situadas no flanco leste do Sinclinal Moeda entre as cidades de Itabirito e

Belo Horizonte. O Pico do Itabirito localiza-se ao sul da rodovia (ao lado direito no sentido Belo

Horizonte-Itabirito). Na Figura 1.2 estão localizadas as minas pertencentes ao Complexo Itabirito.

Figura 1. 2: Imagem mais detalhada das minas do Complexo Itabirito.

As minas pertencentes ao Complexo Fazendão estão situadas no município de Catas Altas,

porção leste do QFe. O acesso principal à área, a partir de Belo Horizonte, é feito pela BR-040, sentido

Rio de Janeiro até o entroncamento com a BR-356 (Rodovia dos Inconfidentes), que dá acesso à Ouro

Preto, percorrendo-a até Mariana. De Mariana, toma-se a direção de Catas Altas pela MG-129, por

cerca de 30 Km, até a entrada da mina. Na Figura 1.3 estão localizadas as minas do Complexo

Fazendão de uma maneira mais detalhada.

Sapecado

Galinheiro

Pico


5

Figura 1.3: Imagem mais detalhada das minas do Complexo Fazendão.

O Complexo Itabira é formado pela Mina Conceição, Minas do Meio (Esmeril, Dois

Córregos, Periquito, Onça e Chacrinha) e Mina Cauê. Nesse trabalho, foram coletadas amostras

da Mina Conceição e da Mina Periquito. O Complexo Ferrífero de Itabira está inserido no munícipio

de Itabira a, aproximadamente, 90 Km a nordeste de Belo Horizonte/MG. Nas Figuras 1.4 e 1.5 é

apresentada a localização da cidade de Itabira e uma imagem das minas de interesse do Complexo

Itabira, respectivamente.

Figura 1.4: Localização da cidade de Itabira (Costa 2013).

Almas

Tamanduá

São Luiz


6

Figura 1.5: Imagem mais detalhada da Mina Conceição e da Mina Periquito, pertencentes ao Complexo Itabira.

1.4- MÉTODOS E ESTRATÉGIA DE AÇÃO

Com o intuito de apresentar todo o processo realizado com as amostras é apresentado um

fluxograma geral, Figura 1.6, apresentando desde a redução granulométrica do minério até a realização

das análises geoquímicas.

Conceição

Periquito


7

Figura 1.6: Fluxograma envolvendo desde a cominuição dos minérios até a realização das análises geoquímicas.

As amostras coletadas seguiram, inicialmente, para confecção de lâminas, caracterização

mineralógica e posteriormente, para as análises geoquímicas.

Para a realização das análises de caracterização petrográfica foram utilizadas as seguintes

técnicas: Microscopia Óptica de Luz Refletida, Microscopia Óptica de Luz Transmitida e Microscopia

Eletrônica de Varredura Acoplada ao Espectrômetro de Energia Dispersiva (MEV-EDS). As lâminas

delgadas polidas das amostras foram confeccionadas no Laboratório de Laminação do Departamento

de Geologia da Universidade Federal de Ouro Preto (LAMIN/DEGEO/UFOP). As análises de

microscopia óptica foram realizadas em um microscópio da marca Olimpus (Modelo BX41)

utilizando-se objetivas de 2,10, 20 e 50 vezes. Já as microfotografias foram feitas em um microscópio

da marca Zeizz (Modelo Scope.A1). As análises microscópicas foram realizadas na Sala de

Microscopia do Programa de Pós-Graduação da Escola de Minas, DEGEO/UFOP. Já as análises de

MEV-EDS foram feitas no Laboratório de Microanálises do Departamento de Metalurgia

(MICROLAB/DEMET/UFOP).

Para cada amostra de hematita compacta foi confeccionada uma lâmina polida delgada e para

as amostras de itabirito foram confeccionadas duas lâminas polidas delgadas As descrições

mineralógicas foram realizadas, com base, na descrição apresentada na Tabela 1.1.


8

Tabela 1. 1: Descrições Mineralógicas (Chemale Jr. & Takehara 2013).

No total foram coletadas vinte amostras do Complexo Itabirito, nove amostras do Complexo

Fazendão e dez amostras do Complexo Itabira, compreendendo amostras de hematita compacta e

amostras de itabirito próximos as encaixantes dessas amostras de hematita compacta. Todas as

amostras foram codificadas de acordo com a região de estudo, em que as amostras do Complexo

Itabirito foram representadas por MP, as amostras do Complexo Fazendão representadas por MCF e as

amostras do Complexo Itabira codificadas por MC, conforme pode ser observado nas Tabelas 1.2, 1.3

e 1.4, respectivamente.


9

Tabela 1.2: Coordenadas das amostras coletadas no Complexo Itabirito. As amostras MP-01 a MP-06

representam as amostras coletadas na Mina Galinheiro, as amostras MP-07 a MP-16 representam a Mina do Pico

e as amostras MP-17 a MP-20 representam a Mina Sapecado. As amostras de itabirito estão destacadas em cinza

na Tabela.

Amostras Coordenadas (UTM)

MP-01 0619742 S/ 7764909 E

MP-02 0619742 S/ 7764909 E

MP-03-itabirito 0619742 S/ 7764909 E

MP-04 0619742 S/ 7764909 E

MP-05 0619742 S/ 7764909 E

MP-06 0619742 S/ 7764909 E

MP-07-itabirito 0618272 S/ 7761511 E

MP-08 0618272 S/ 7761511 E

MP-09 0618272 S/ 7761511 E

MP-10 0618272 S/ 7761511 E

MP-11 0618272 S/ 7761511 E

MP-12 0618272 S/ 7761511 E

MP-13 0618272 S/ 7761511 E

MP-14-itabirito 0618297 S/ 7761407 E

MP-15-itabirito 0618297 S/ 7761407 E

MP-16-itabirito 0618297 S/ 7761407 E

MP-17 0617697 S/ 7760715 E

MP-18 0617697 S/ 7760715 E

MP-19-itabirito 0617697 S/ 7760715 E

MP-20-itabirito 0617697 S/ 7760715 E


10

Tabela 1.3: Coordenadas das amostras coletadas no Complexo Fazendão. As amostras MCF-01 a MCF-04

representam as amostras da Mina São Luiz, as amostras MCF-05 a MCF-07 representam a Mina Tamanduá e as

amostras MCF-08 e MCF-09 representam a Mina Almas. As amostras de itabirito estão destacadas em cinza na

Tabela.

Amostras

Coordenadas (UTM)

MCF-01 0,665579 S/ 7773261 E

MCF-02-itabirito 0665588 S/ 7773448 E

MCF-03 0665394 S/ 7773409 E

MCF-04 0665394 S/ 7773409 E

MCF-05 0665822 S/ 7774404 E

MCF-06 0665789 S/ 7774433 E

MCF-07-itabirito 0665866 S/ 7774522 E

MCF-08-itabirito 0666012 S/ 7776112 E

MCF-09 0665247 S/ 7773466 E

Tabela 1.4: Coordenadas das amostras coletadas no Complexo Itabira. As amostras MC-01 e MC-02

representam as amostras da Mina Conceição e as amostras MC-03 a MC-10 representam a Mina Periquito. As

amostras de itabirito estão destacadas em cinza na Tabela.

Amostras Coordenadas

MC-01 7825878 N/ 681120 E

MC-02-itabirito 7825878 N/ 681120 E

MC-03-itabirito 7829019 N/ 683912 E

MC-04 7829019 N/ 683912 E

MC-05-itabirito 7827637 N/ 683766 E

MC-06 7827637 N/ 683766 E

MC-07-itabirito 7828293 N/ 683808 E

MC-08 7828293 N/ 683808 E

MC-09-itabirito 7825717 N/ 680574 E

MC-10 7825717 N/ 680574 E

De cada amostra selecionada, aproximadamente 500 g passaram pelos processos de

cominuição, em que inicialmente foram feitos a britagem (britador de mandíbula, Figura 1.7a), em

seguida, as amostras passaram pelo processo de quarteamento (Figura 1.7b) e por último foram

pulverizadas (panela de tungstênio, Figura 1.7c), com o objetivo de reduzir ainda mais a granulometria

do material. Esse processo de cominuição foi realizado no Laboratório de Preparação de Amostras

para Geoquímica e Geocronologia (LOPAG/DEGEO/UFOP).


11

Figura 1.7: Processo de cominuição do minério de ferro, a) britagem no britador de mandíbulas,

b) quarteamento e c) pulverização em panela de tungstênio.

1.4.1- Caracterização Mineralógica por Difração de Raios X (DRX)

Da mesma forma que para as outras radiações eletromagnéticas, a interação entre o vetor

campo elétrico da radiação X e os elétrons da matéria que a radiação atravessa resultam no

espalhamento. Quando os raios X são espalhados pelo ambiente ordenado de um cristal, ocorre a

interferência entre os raios espalhados, porque as distâncias entre os centros espalhadores são da

mesma ordem de grandeza que o comprimento de onda da radiação, tendo como resultado a difração

(Skoog et al. 2002).

A técnica de difração de raios X permite a identificação de compostos cristalinos a partir da

emissão de raios X sobre os átomos que os compõem, por meio da identificação dos planos de difração

e medição de suas respectivas distâncias interplanares. A difração segue a Lei de Bragg, que é

representada pela seguinte a equação:

=

Em que: n = 1, 2, 3,...; λ = comprimento de onda da radiação; d = espaçamento interplanar dos

planos difratantes; θ = ângulo de difração de Bragg (Skoog et al. 2002).

As caracterizações mineralógicas, em algumas amostras, foram feitas por DRX, com o intuito de

determinar a assembleia mineral, bem como outros minerais que poderiam estar presentes, devido a

processos de alteração. Essa etapa de caracterização juntamente com as análises microscópicas auxilia

na interpretação dos dados geoquímicos. As análises de DRX foram realizadas no Laboratório de

Raios X, DEGEO/UFOP, usando um difratômetro da marca Panalytical, modelo Empyrean,

representado na Figura 1.8.

a b c


12

Figura 1.8: Equipamento de DRX utilizado na caracterização mineralógica das amostras.

1.4.2- Determinação de Elementos Maiores por Fluorescência de Raios X (FRX)

A absorção de raios X produz íons eletronicamente excitados que retornam ao estado

fundamental por transições que envolvem elétrons de níveis de energia mais alta. Após um curto

período, o íon retorna ao seu estado fundamental, por meio de uma série de transições eletrônicas

caracterizadas pela emissão de radiação X (fluorescência) de comprimento de onda idêntico aquele

resultante da excitação produzida pelo bombardeamento com elétrons. A análise em FRX é baseada na

detecção das diferentes intensidades de raios X, característicos, emitidos por cada um dos elementos

químicos que compõem a amostra estudada quando a mesma é devidamente excitada (Skoog et al.

2002).

Com a intenção de realizar a abertura das amostras para análise em FRX foi utilizada a fusão.

As amostras juntamente com 6,0 g de fundente tetraborato/metaborato de lítio foram fundidas em um

equipamento de fusão da marca Claisse (Figura 1.9a). As pastilhas confeccionadas para as análises

foram então lidas em um espectrômetro da marca Philips Panalytical (Figura 1.9b), modelo

MagiX-PW2404. As análises de FRX foram realizadas no Laboratório de Fluorescência de Raios X,

DEGEO/UFOP.


13

Figura 1.9: a) Equipamento de fusão para FRX e b) Espectromêtro de FRX.

1.4.3- Determinação de Elementos Maiores e Menores por ICP-OES

As determinações dos elementos maiores (abundância maior que 1%) e menores (abundância

entre 0,1 e 1,0%) foram realizadas por Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Acoplado

Indutivamente (ICP-OES), modelo Agilent Technologies 725, 2011, apresentado na Figura 1.10.

Utilizou-se para validação dos resultados o material de referência certificado IF-G.

Figura 1.10 ICP-OES, modelo Agilent Technologies 725, 2011.

O ICP-OES é uma técnica instrumental largamente utilizada para a identificação e

quantificação de metais, principalmente pelo fato deste equipamento apresentar excelente

sensibilidade, baixos limites de detecção (LD), resultados com precisão e exatidão satisfatórios, e

ainda, é possível fazer a determinação multielementar simultânea dos elementos de interesse


a b


14

Após executadas as aberturas das amostras (fusão do minério), as mesmas são encaminhadas

para análise no ICP-OES. O funcionamento do equipamento baseia-se nas seguintes etapas:

introdução da amostra por meio de uma bomba peristáltica, que aspira a amostra contendo o analito

para o nebulizador que é responsável por produzir um spray fino de gotículas da amostra (aerossol).

Uma vez que a amostra passa pelo nebulizador ela é carregada juntamente com argônio (gás inerte)

para a tocha de plasma (atomizador), a qual tem energia suficiente para evaporar o solvente, fundir e

transpor para fase gasosa todos os átomos presentes na amostra. Os elementos químicos absorvem

parte desta energia e dessa forma, transições eletrônicas para estados energéticos de maiores energias

ocorrem (estado excitado). Para restabelecer o estado fundamental, cada átomo excitado emite

radiações características (linhas de emissão) correspondentes a cada tipo de transição eletrônica

ocorrida. As radiações emitidas são detectadas e o sinal é processado pelo dispositivo de leitura

(Figura 1.11). Os valores de intensidade detectados no equipamento são diretamente proporcionais às

concentrações do analito, sendo essas determinadas por uma curva de calibração construída

antecipadamente.

Figura 1.11: Fluxogram dos principais componentes de um ICP-OES (Skoog et al. 2002).

As análises em ICP-OES foram realizadas com o objetivo de se determinar a concentração, em

porcentagem, dos seguintes elementos: Al, Ca, Mg, Mn, P, Si e Ti. Esses elementos são determinados

nas formas de seus óxidos predominantes, como: Al2O3, CaO, MgO, SiO2, TiO2, FeO e Fe2O3. A

determinação do elemento ferro é determinada na forma dos dois óxidos apresentados, pois se

determina o Fe2+

e Fe3+

. Porém a determinação dos óxidos de ferro é determinada via úmida pelo

método titulométrico com K2Cr2O7 (dicromato de potássio), pois as amostras apresentam elevada

concentração nesse elemento sendo, portanto, os valores obtidos no método via úmida mais confiáveis.


15

Para realizar as análises em ICP-OES é necessário fazer a abertura das amostras, para isso faz-

se a fusão das mesmas. A fusão foi realizada medindo-se a massa de 0,500 g de amostra, previamente

pulverizada e seca (estufa a, aproximadamente, 100 ºC por uma hora). A massa da amostra foi então

inserida em cadinho de platina limpo e seco contendo 1,85/1,95 g da mistura fundente (2:1 de

carbonato de sódio para tetraborato de sódio). O cadinho foi encaminhado para a mufla, aquecida a

1.000 ºC por 5 minutos, em seguida, o cadinho foi retirado e levado para um dessecador, evitando-se

assim que a amostra se umidificasse. O cadinho, ainda quente, foi transferido para um béquer de

300 mL, em que foram adicionados, aproximadamente, 100,0 mL de ácido clorídrico (HCl 1:1) até

que toda a amostra fosse dissolvida, em chapa elétrica a, aproximadamente, 120 ºC. Deixou-se a

solução resultante esfriar, em seguida, fez-se a diluição para balão volumétrico de 250,0 mL. É

apresentado um fluxograma com as etapas de fusão (Figura 1.12) e um mosaico de fotografias

representando as etapas do procedimento de fusão (Figura 1.13).

Figura 1.12: Fluxograma representando as etapas do processo de fusão para leitura em ICP-OES.

(*fundente = substância que abaixa o ponto de fusão de outra, ou seja, é necessário uma temperatura menor para

fundir o material de interesse).


16

Figura 1.13: Mosaico de fotografias representando algumas etapas da fusão para posterior análise em ICP-OES.

1.4.4- Determinação de Elementos-traços, Inclusive os ETR’s por ICP-MS

A determinação dos elementos-traços, inclusive os ETR’s foram realizadas por Espectrometria

de Massas com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-MS), modelo Agilent Technologies 7700x,

2011, apresentado na Figura 1.14. Utilizou-se para validação dos resultados o material de referência

certificado ITAK 036.

Figura 1.14: ICP-MS, modelo Agilent Technologies 7700x, 2011.

A espectrometria de massas é uma ferramenta versátil e largamente usada na identificação dos

elementos presentes em amostras e na determinação de suas concentrações. Quase todos os elementos

da Tabela periódica podem ser determinados por essa técnica. O ICP-MS é umas das técnicas mais

importantes para realização de análise elementar devido aos seus baixos limites de detecção para a

maioria dos elementos, ao seu alto grau de seletividade e a sua razoável precisão e exatidão


A análise por espectrometria de massas envolve as seguintes etapas: i) atomização,

ii) conversão de uma fração substancial dos átomos formados na etapa (i) em um feixe de íons,

iii) separação dos íons formados na etapa (ii), com base na razão massa-carga (m/z), em que m é a


17

massa do íon, em unidades de massa atômica, e z é sua carga, e iv) contagem do número de íons de

cada tipo ou medida da corrente iônica produzida quando os íons da amostra atingem um transdutor

adequado. Normalmente, as medidas quantitativas estão baseadas em curvas de calibração, nas quais a

razão entre a contagem de íons para um analito e a contagem de um padrão interno é colocada em um

gráfico em função da concentração (Skoog et al. 2002).

As análises realizadas no ICP-MS foram feitas com o objetivo de se determinar os seguintes

elementos-traços: Sc, V, Cr, Ni, Ga, Rb, Zr, Nb, Mo, Sb, Cs, Ba, Hf, Pb, Th, U e Y e os ETR’s: La,

Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. Essas análises foram realizadas após a digestão

total ácida, utilizando-se os seguintes ácidos: HCl, HNO3, HF e HClO4 (clorídrico, nítrico, fluorídrico

e perclórico). Na Tabela 1.5 são apresentados os parâmetros e as condições utilizadas para realização

das análises no ICP-MS e na Tabela 1.6 são apresentados os limites de detecção e os limites de

quantificação (LQ) dos elementos estudados.

Tabela 1. 5: Parâmetros e condições utilizadas nas análises em ICP-MS.

Analisador Quadrupolo

Potência do Plasma 1550 W

Fluxo de gás do plasma 15 L/min

Fluxo de gás auxiliar 1.2 L/min

Fluxo do nebulizador 1.1 L/min

Temperatura do nebulizador 2 oC

tempo de integração 300 (ms)

Número de replicatas 3

Padrão Interno Re185

Condições mínimas 140

Ce16

O+/140

Ce < 1.5% e 140

Ce2+

/140

Ce+ < 3.0%

Modo padrão 300 (ms)

tempo de estabilização 5 s

Isotópos Bi209

, Ce140

, Dy162

, Eu152

, Er167

, Gd157

, Ho165

, In115

,

La139

, Lu175

, Nd144

, Pb208

, Pr141

, Se79

, Sm150

, Tm169

,

Yb173

Sensibilidade 7Li > 10.000 cps,

89Y > 22.000 cps,

205Tl > 9.000

cps

Modo cela de colisão (ms) Rh103

Tempo de estabilização 30 s

Isotópos As75

, Cd111

, Sc45

,Y89

Sensibilidade 59

Co > 5.000 cps, 89

Y > 5.000 cps, 205

Tl > 6.000 cps

e 78

Ar2 < 30 cps

Fluxo de gás He 3.8 mL/min


18

Tabela 1. 6: Limites de detecção e de quantificação dos elementos-traços e dos ETR’s estudados via ICP-MS

(ppm).

Elementos Sc Cr Ni Ga Rb Sr Zr Nb Cs Ba Hf Th U La

LD 0,1206 0,7030 2,8641 0,0778 0,1783 0,7151 0,1916 0,0376 0,0045 0,6239 0,0059 0,0368 0,0071 0,0807

LQ 0,1909 1,4592 7,1677 0,2137 0,4717 1,5647 0,4076 0,1059 0,0107 1,1693 0,0132 0,0889 0,0172 0,2126

Elementos Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu

LD 0,1511 0,0184 0,0704 0,0106 0,0015 0,0074 0,0009 0,0041 0,0376 0,0013 0,0028 0,0004 0,0019 0,0004

LQ 0,3950 0,0480 0,1841 0,0258 0,0034 0,0180 0,0021 0,0095 0,0730 0,0033 0,0065 0,0011 0,0042 0,0010

Para se calcular o LD de cada elemento analisado determinou-se a média das concentrações

dos elementos nos brancos de cada procedimento somados a três vezes o desvio padrão das mesmas. O

LQ foi calculado multiplicando-se o desvio padrão por dez.

Tanto as análises em ICP-OES quanto as análises em ICP-MS foram realizadas no Laboratório

de Geoquímica (LGqA), DEGEO/UFOP, utilizando-se materiais de referência certificados com o

intuito de garantir confiabilidade nos resultados.

Para a realização da digestão total ácida (Sampaio 2012) mediu-se, inicialmente, a massa de

cerca de 0,1000 g da amostra, em balança analítica, no interior de um frasco do tipo Savillex. Foram

adicionados 2,0 mL de água mili-Q com o objetivo de lavar as bordas do Savillex. Foram adicionados

também 0,5 mL de HCl, 0,5 mL de HNO3 e 2,0 mL de HF. O frasco foi fechado e encaminhado para a

chapa aquecedora, por 48 horas a 110 °C. Em seguida, foram adicionados 0,5 mL de HClO4 até

secagem completa da amostra, foram adicionados também 1,0 mL de HNO3 até secagem e, ainda,

2,0 mL de HNO3 + 2 gotas de HCl até secagem. Em seguida, foram adicionados 2,0 mL de HNO3 +

2,0 mL de água mili-Q, em aquecimento fechado. Por fim, completou-se a massa final da solução com

água mili-Q para 20,00 g. O fluxograma ilustrado na Figura 1.15 apresenta, em detalhes, a abertura da

amostra de minério de ferro, via digestão total ácida, em frasco do tipo Savillex.


19

Figura 1.15: Fluxograma da abertura da amostra de minério de ferro - digestão total ácida em frasco do tipo

Savillex, modificado de Sampaio (2012).

1.4.5- Determinação de Ferro Total, Ferro II (Fe2+

) e Ferro III (Fe3+

)

O teor de ferro total e o teor de ferro II, FeO (Fe2+

), foram determinados pelo método

titulométrico com dicromato de potássio, sendo as análises realizadas em duplicata. A validação dos

resultados foi feita utilizando-se o material de referência certificado (PQ12-3095), material de controle

de qualidade confeccionado por Sampaio (2012). O teor de ferro III, Fe2O3 (Fe3+

), foi determinado

pela diferença entre os teores de ferro total e Fe2+

.

Determinação de Ferro Total

O método utilizado para a determinação do teor de ferro total segue o método de redução por

cloreto de titânio III (TiCl3) que é baseado na Norma NBR ISO 9507 (ABNT 2003). Inicialmente, faz-

se a medição da massa da amostra entre 0,3800 e 0,4000 g, em papel vegetal, e anota-se o valor

encontrado. A amostra é transferida para um erlenmeyer de 250,0 mL, ao qual são adicionados

10 gotas de cloreto estanhoso (SnCl2) e 20,0 mL de HCl concentrado. O erlenmeyer, contendo a

0,1000 g da amostra

2,0 mL de HF

0,5 mL de HNO3

0,5 mL de HCl

0,5 mL de HClO4 e secagem

1,0 mL de HNO3 e secagem

2,0 mL de HNO3 e gotas de HCl e secagem

2,0 mL de HNO3 e 2,0 mL de água mili-Q

20,00 g de solução

Frasco Savillex + 2,0 mL de água mili-Q

Aquecimento fechado

a 110 °C por 48 horas Chapa aquecedora

Aquecimento fechado

a 110 °C por 1hora Leitura em ICP-MS


20

amostra, é colocado em placa aquecedora a 100-120 ºC. Adicionam-se gotas de SnCl2 até que ocorra

completa dissolução da amostra (a solução deve ficar com uma coloração amarelo-pálido). Ao

adicionar a solução de SnCl2 observar se a solução se torna incolor, em caso positivo, deve-se

adicionar uma gota de peróxido de hidrogênio (H2O2) a 10,0% para o retorno da coloração levemente

amarelada. Em seguida, dilui-se a solução até, aproximadamente, 100,0 mL, com água destilada, e

adicionam-se cerca de 10 gotas do indicador índico de carmim, homogeneizando-se a solução até que

se observe uma coloração azulada. Posteriormente, adiciona-se gota a gota o TiCl3, agitando

vigorosamente até que a solução fique descolorida, em seguida, adicionam-se 5 gotas de TiCl3 em

excesso, evitando-se assim que o Fe2+

se oxide a Fe3+

pelo O2 do ar. Adicionam-se ainda 5 gotas de

indicador índico de carmim à solução. Deixa-se esfriar até que se chegue à temperatura ambiente.

Adicionam-se gotas de dicromato de potássio (K2Cr2O7 1,0 g/L), sob agitação, até que se obtenha uma

coloração azul persistente. Em seguida, adicionam-se 20,0 mL da mistura ácida: ácido sulfúrico

(H2SO4) + ácido fosfórico (H3PO4) + difenilaminasulfonato de sódio (C6H5NHC6H4SO3Na), em que a

difenilaminasulfonato de sódio funciona como indicador. Faz-se a titulação com solução de K2Cr2O7

0,01667 mol/L até que se observe a viragem do indicador (coloração violeta). Por último anota-se o

volume gasto da solução de K2Cr2O7 para se determinar o teor de ferro total. As reações envolvidas

encontram-se na Tabela 1.7 e na Figura 1.16 é apresentado um mosaico de fotografias com as etapas

da determinação de ferro total.

Tabela 1.7: Reações envolvidas na determinação do ferro total das amostras.

Reações Determinação do teor de ferro total

Abertura Fe2O3 + 6 HCl 2 Fe3+

+ 6 Cl- + 3 H2O

Redução com Sn 2 Fe3+

+ Sn2+

2 Fe2+

+ Sn4+

Redução com TiCl3 TiCl3 + Fe3+

+ H2O Fe2+

+ TiO2+

+ 3 Cl- + 2H

+

Oxidação do Fe2+

6 Fe2+

+ Cr2O72-

+ 14 H+ 2Cr

3+ + 6 Fe

3+ + 7H2O

A determinação do teor de ferro total foi realizada a partir das equações:

%Fe Total = Fc x VK2Cr2O7 / Ma

em que,

%FeTotal = porcentagem de ferro total na amostra;

Fc = fator de correção do ferro total;

Ma = massa da amostra;


21

VK2Cr2O7 = volume de K2Cr2O7 0,01667 mol/L gasto na titulação.

Fc = %Fe x M / VK2Cr2O7

em que,

Fc = fator de correção do ferro total;

%Fe = porcentagem de ferro do material de referência utilizado;

M = massa do material de referência utilizado;

VK2Cr2O7 = volume de K2Cr2O7 0,01667 mol/L gasto na titulação.

Figura 1.16: Mosaico de fotografias representando as etapas da determinação do ferro total das amostras.

Determinação de Ferro II

Para a determinação do teor de FeO, inicialmente mede-se a massa de, aproximadamente,

0,5000 g da amostra, transferindo-a para um erlenmeyer de 500,0 mL. Em seguida, adiciona-se cerca

de 1,0 g de bicarbonato de sódio (NaHCO3) ao erlenmeyer. Adicionam-se 50,0 mL de HCl 1:1,

pré-aquecido (aproximadamente a 80 ºC), ao erlenmeyer que deve ser tampado com rolha de saída de

ar. Inicia-se o aquecimento, em placa aquecedora, entre 150-200 ºC por 30 min ou até a completa

dissolução da amostra. Retira-se o erlenmeyer do aquecimento, tampa-se a saída de ar da rolha com

um eppendorf, fazendo uma leve pressão, e deixa-se esfriar até temperatura ambiente. Acrescenta-se

água destilada até cerca de 200,0 mL da marca do erlenmeyer, lavando bem as paredes do mesmo.

Adicionam-se 20,0 mL da mistura ácida, anteriormente citada na determinação de ferro total, com

auxílio de uma proveta. Titula-se a solução com uma solução de K2Cr2O7 0,0033 mol/L, até o ponto de

viragem (coloração violeta persistente). Anota-se o volume gasto da solução de dicromato de potássio


22

para determinação do teor de ferro II. As reações envolvidas encontram-se na Tabela 1.8 e na Figura

1.17 são apresentadas fotografias do procedimento da determinação do ferro II.

Tabela 1.8: Reações envolvidas na determinação do ferro II.

Reações Determinação do teor de ferro ferroso

Abertura FeO + 2 HCl Fe2+

+ 2 Cl- + H2O

Liberação de CO2 NaHCO3 + HCl Na+ + Cl

- + H2O + CO2

A adição de NaHCO3 no erlenmeyer juntamente com HCl é de extrema importância, pois gera

um ambiente rico em CO2, evitando-se assim que penetre O2 no meio, consequentemente prevenindo a

oxidação do Fe2+

. A oxidação do Fe2+

a Fe3+

por K2Cr2O7 é análoga à determinação do ferro total.

A determinação do teor de Fe2+

foi realizada a partir das equações:

%Fe2+

= Fc x VK2Cr2O7 / Ma

em que,

%Fe2+

= porcentagem de ferro II na amostra;

Fc = fator de correção do Fe2+

;

Ma = massa da amostra;

V K2Cr2O7 = volume de K2Cr2O7 0,0033 mol/L gasto na titulação.

Fc = %Fe x M / VK2Cr2O7

Fc = fator de correção para determinação Fe2+

;

%Fe = porcentagem do material de referência utilizado;

M = massa do material de referência utilizado;

V K2Cr2O7 = volume de K2Cr2O7 0,0033 mol/L gasto na titulação.

A determinação do teor de ferro III foi realizada pela diferença entre os teores de ferro total e

ferro ferroso, conforme a equação:

%Fe2O3 = (% Fe total - % Fe2+

) x Fconv.

em que, Fconv. = 1,4298 representando o fator de conversão para Fe2O3.


23

Figura 1.17: Fotografias representando as etapas da determinação do ferro ferroso das amostras.

1.4.6- Perda ao Fogo

A Perda ao Fogo conhecida como perda por calcinação (PPC) ou ainda, do inglês, Loss on

Ignition (LOI) consiste na diferença da massa antes e após aquecimento a 1.000 ºC em forno

apropriado (mufla). O procedimento é bastante simples, inicialmente, mede-se a massa de 1.000 g da

amostra pulverizada, em cadinho de porcelana, previamente calcinado, durante uma hora a 1.000 ºC. O

cadinho, contendo a amostra, é levado para a mufla a uma temperatura de 1000 ºC por uma hora. Em

seguida, retira-se o cadinho da mufla, leva-se o mesmo pra um dessecador deixando-o esfriar. Por fim,

mede-se novamente a massa e anota-se o valor encontrado. É apresentado um fluxograma com as

etapas da determinação do PPC (Figura 1.18) e mostrado um mosaico de fotografias com essas etapas

(Figura 1.19). O PPC pode ser determinado pela equação:

Perda ao Fogo = [(Ma – Mac) x 100] / Ma

em que,

Ma = massa da amostra e Mac = massa da amostra calcinada.


24

Figura 1.18: Fluxograma representando as etapas envolvidas na determinação do PPC.

Figura 1.19: Mosaico de fotografias representando as etapas da determinação do PPC.


25

Todos os métodos implantados no LGqA/DEGEO foram validados, todas as análises foram

realizadas em duplicata e com o acompanhamento de materiais de referência certificados, para o

controle metrológico das medições.

1.4.7- Tratamento e Análises dos Dados Obtidos

O tratamento e as análises dos resultados obtidos foram realizados com o emprego do software

Excel 2003, sendo confeccionados gráficos e Tabelas.


26

CAPÍTULO 2

GEOLOGIA DAS ÁREAS DE ESTUDO

2.1- O QUADRILÁTERO FERRÍFERO

De acordo com Dorr II (1969), a denominação Quadrilátero Ferrífero foi proposta por

Gonzaga de Campos devido aos vários depósitos de minério de ferro que ocorrem nos sinclinais e

anticlinais arranjados de forma grosseiramente subquadrangular interligando as cidades de Itabira, Rio

Piracicaba, Mariana, Congonhas do Campo, Casa Branca e Itaúna. Essa província metalogenética é

reconhecida desde o século XVIII, primeiramente com a exploração aurífera como expoente

econômico da Capitania de Minas Gerais, e atualmente destaca-se pela extração de ferro em depósitos

de classe mundial.

O Quadrilátero Ferrífero é um dos principais distritos de minério de ferro do mundo, sendo

localizado no sudeste do Brasil, em Minas Gerais. Essa área contribuiu com 68,8% da produção de

minério de ferro brasileiro (DNPM 2013). Estudos de Amorim & Alkmim (2011) destacaram quatro

tipos principais de minério de ferro na região do QFe: hematita macia (soft hematite), hematita dura

(hard hematite), itabirito friável e a canga (cobertura rica em ferro).

O QFe (Figura 2.1) é constituído por cinco grandes unidades litoestratigráficas: embasamento

cristalino arqueano, Supergrupo Rio das Velhas, Supergrupo Minas, Grupo Itacolomi e intrusões

máficas (Amorim & Alkmim 2011).


28

Figura 2. 1: Mapa litológico do Quadrilátero Ferrífero, modificado de Amorim & Alkmim (2011).

De acordo com Machado et al. (1992), o embasamento cristalino é composto por antigos

complexos de gnaisse e por diferentes gerações de granitoides. O Supergrupo Rio das Velhas é

constituído por rochas do tipo Greenstone Belt (basaltos e komatiítos), lava riolítica e intercalações de

rochas sedimentares (Dorr II 1969). Esse Supergrupo foi dividido em dois grupos: a parte inferior

denominada de Grupo Nova Lima e a parte superior de Grupo Maquiné.

Segundo Ladeira (1980), o Grupo Nova Lima pode ser dividido em três partes, da base para o

topo tem-se: i) unidade metavulcânica: composta por rochas ultramáficas, metabasaltos, metatufos,

komatiítos, serpentinitos, esteatitos e FFB’s do tipo Algoma; ii) unidade metassedimentar química:

constituída por xistos carbonáticos, FFB’s e filitos grafitosos e iii) unidade metassedimentar clástica

que é formada por: quartzo xistos, quartzitos imaturos e metaconglomerados.

O Grupo Maquiné foi dividido em duas formações: uma inferior, a Formação Palmital que é

composta por quartzitos sericíticos, filitos e filitos quartzosos e uma superior, a Formação Casa Forte

que é constituída por quartzitos sericíticos, cloríticos e filitos (Gair 1962).

De acordo com Dorr II (1969), o Supergrupo Minas (chamado por ele na época de Série

Minas) incluía quatro grupos: Tamanduá, Caraça, Itabira e Piracicaba. Diversos autores acrescentam o

Grupo Sabará, conforme é ilustrado na coluna estratigráfica (Figura 2.2). O Grupo Sabará, recobre


29

discordantemente as unidades mencionadas anteriormente, sendo composto por uma sequência de até

3,5 Km de espessura de metapelitos, diamictitos, conglomerados e arenitos líticos (Alkmim & Noce

2006).

Figura 2.2: Coluna estratigráfica proposta para o Quadrilátero Ferrífero, modificada de Alkimin & Noce (2006).


30

2.2- SUPERGRUPO MINAS

O Grupo Tamanduá, base do Supergrupo Minas, foi dividido nas unidades: Cambotas

(inferior) que é constituída por quartzitos, xistos e filitos e numa unidade superior sem denominação

que apresenta filitos, quartzitos, xistos e FFB’s (Simmons & Maxwell 1961 in Dorr II 1969).

De acordo com Rosière & Chemale Jr. (2001) a estratigrafia do Supergrupo Minas pode ser

dividida em duas megasequências principais: uma sequência entre fluvial deltaica e marinha

plataformal, que inclui os grupos: Caraça, Itabira e Piracicaba e depósitos marinhos imaturos do Grupo

Sabará.

De acordo com Dorr II et al. (1957), o Grupo Caraça compreende duas formações: a

Formação Moeda e a Formação Batatal. A Formação Moeda é composta por quartzitos finos a

grosseiros, filitos quartzosos e, também, por quartzitos sericíticos, da base para o topo,

respectivamente. A Formação Batatal é constituída por filitos sericíticos e carbonosos. Renger et al.

(1994), propõe para o limite superior do Grupo Caraça o aparecimento de filitos carbonáticos,

interpretando os mesmos como o início da sedimentação química, representando, consequentemente,

uma mudança nas condições de sedimentação da bacia, de modo a permitir a deposição da seção

inferior do Grupo Itabira, onde estão hospedadas as amostras de minério de ferro para confecção desse

trabalho.

O Grupo Piracicaba sobrepõe o Grupo Itabira. Esse grupo foi dividido, de acordo com Dorr II

et al. (1957), em cinco formações, de maneira ascendente: i) Formação Cercadinho que é composta

por quartzitos ferruginosos, filitos ferruginosos, filitos e quartzitos, com algumas intercalações de

dolomito; ii) Formação Fecho do Funil que apresenta-se constituída por filitos dolomíticos, filitos e

dolomitos impuros; iii) Formação Tabões que é composta por quartzitos finos e maciços; iv) Formação

Barreiro que é constituída por filitos e filitos grafitosos e v) Formação Sabará (sendo hoje classificada

como um grupo a parte) constituída por cloritas xisto, filitos, pequenas porções de tufos metamórficos

e cherts. De acordo com estudos realizados por Rosière & Chemale Jr. (2001) a porção basal do Grupo

Piracicaba apresenta, normalmente, feições turbidíticas com metarenitos, na maioria das vezes,

ferruginosos intercalados com filitos. Essas feições passam na lateral e na vertical para filitos

carbonáticos, filitos ferruginosos assim como dolomitos, mármores estromatolíticas e FFB’s.

Estratigraficamente, acima do Grupo Piracicaba tem-se o Grupo Itacolomi que é constituído

por quartzito e metarenitos, possuindo ainda quantidades variadas de sericita (Dorr II 1969). Segundo

Alkmim & Noce (2006), o Grupo Itacolomi é constituído por metarenitos e conglomerados, em que o

QFe possui duas gerações de rochas intrusivas pós-Supergrupo Minas. A primeira geração apresenta

pequenos veios de granito e pegmatitos, cortando as camadas mais jovens do Supergrupo Minas e a

segunda geração apresenta diques máficos e soleiras pós-Itacolomi.


31

2.2.1- Grupo Itabira

O Grupo Itabira é dividido em uma unidade inferior, a Formação Cauê, onde predominam os

itabiritos e uma superior, a Formação Gandarela, que apresenta rochas carbonáticas (dolomitos,

mármores dolomíticas e mármores calcíticas), filitos e FFB’s (Dorr II 1969).

De acordo com Dorr II (1958) a Formação Cauê é composta por rochas ferríferas bandadas e

metamorfizadas em baixo a médio grau, ou seja, ela é formada por diferentes tipos de itabirito, além

de hematita filitos, mármores dolomíticas e filitos dolomíticos. A Formação Cauê contém também

lentes e camadas de hematita compacta, e é responsável por hospedar grandes volumes de minérios

hematíticos friáveis e compactos de alto teor, segundo Rosière & Chemale Jr. (2001). De acordo com

esses mesmos autores não existem uma separação nítida entre as Formações Cauê e Gandarela.

Segundo Dorr II (1965), as FFB’s da Formação Cauê são umas das principais formações

ferríferas do mundo, sendo os minérios associados a essa formação divididos em duas categorias

principais: minério itabirítico e minério hematítico de alto grau. Portanto, nesse presente trabalho, o

interesse é estudar a gênese do minério hematítico de alto grau, principalmente, a hematita compacta

pertencente à Formação Cauê.

Machado et al. (1996), classificam o Grupo Itabira em uma sequência, predominantemente,

marinha de ambiente raso a profundo, depositada sobre a sequência clástica progradante do Grupo

Caraça. Essa sequência apresenta da base para o topo: conglomerados, quartzitos e metapelitos. De

acordo com Rosière & Chemale Jr. (2001), a fase marinha iniciou-se com os filitos carbonosos,

sericita filitos e filitos dolomíticos que passam lateralmente e para o topo, de forma gradativa, a

hematita filitos, itabirito e dolomitos.

Rosière & Chemale Jr. (2001), reconhecem quatro formações ferríferas do Grupo Itabira, são

elas: itabirito, hematitas filitos, ferro dolomitos e, subordinadamente, filitos piritosos. Os itabiritos são

FFB’s metamórficas e deformadas. As hematitas filitos ocorrem como lentes constituídas de sericita

(+/- clorita) e hematita na base da Formação Cauê, no contato com a Formação Batatal, ocorrendo

localmente lentes de hematita compacta intercaladas. Os filitos piritosos são filitos carbonosos com

níveis e lentes ricas em sulfetos de espessura milimétrica.

De acordo com Rosière & Chemale Jr. (2001), o efeito de metamorfismo sobre as FFB’s de

fáceis-óxido da Formação Cauê ocasionam transformações mineralógicas que são mais acentuadas

quanto maior for o seu grau de impurezas. Segundo esses mesmos autores, a presença de fluidos

hidrotermais podem também acarretar modificações na composição original da FFB’s, essas

modificações são: i) martitização progressiva da magnetita, (ii) blastese de hematita, iii) dolomitização

em quartzo-itabiritos e transformação da dolomita em hematita, iv) talcificação, v) inclusões fluidas

em hematitas e vi) veios de hematita cortando o bandamento.


32

2.3- GEOLOGIA DAS MINAS ESTUDADAS

As áreas de estudo, abordadas nesse trabalho (Figura 1.1), compreendem a região do

Complexo Itabirito (Minas Galinheiro, do Pico e Sapecado), Complexo Fazendão (Minas São Luís,

Tamanduá e Almas) e Complexo Itabira (Minas Conceição e Periquito).

2.3.1- Complexo Itabirito

O Complexo Itabirito, Figura 2.3, é formado pela Minas Galinheiro, do Pico e Sapecado.

Figura 2.3: Mapa Geológico do Complexo Itabirito.


33

A Mina Galinheiro, Figura 2.3, encontra-se a uma distância de, aproximadamente, 4,0 Km ao

norte da Mina do Pico, apresentando uma área de lavra de 500 x 350 m. Essa mina é constituída por

lentes de hematita compacta com espessura variando de centímetros e podendo chegar até 50 m.

Apresenta dois sistemas de fraturas, geralmente preenchidos por minerais supergênicos, como:

gibbsita, goethita e caulinita. (Junior 2010).

Segundo Fernandes (2003), na lavra de meia encosta predominam amostras de hematita e

itabirito associados à canga e altos teores de fósforo e alumina. Secundariamente ocorrem lentes

métricas de hematita média e macia gradacionais para itabirito rico. O itabirito friável possui variação

de sílica entre 10 a 50%, em que se predomina, principalmente, quartzo livre (pouco associado à

hematita), ocorrendo como partículas mistas no itabirito com consistência média. São comuns as

intercalações de hematita compacta e itabirito rico.

A jazida de minério da Mina do Pico, Figura 2.3, abrange uma área de lavra de 1.400 x 1.300

m, englobando as litologias da Formação Moeda, composta por quartzitos de granulometria fina a

média, gradacional para a Formação Batatal, composta por filitos sericíticos, filitos dolomíticos, filitos

dolomíticos quartzosos com lentes centimétricas a métricas de meta-chert e filitos quartzosos

(Castro 2002).

De acordo com James (1954), os itabiritos encontrados na Mina do Pico podem ser

classificados como de fácies quartzo-óxido, sendo caracterizados pela intercalação de níveis de

composição hematítica-magnetítica e níveis de quartzo, de espessura que variam de milímetros a

decímetros, existindo entre eles, geralmente, um contato brusco observando-se, entretanto, localmente

uma gradação entre faixas quartzosas e hematíticas, com o desenvolvimento de “microbandas” dando

à rocha um aspecto laminado, semelhante a um varvito.

O Pico do Itabirito, propriamente dito, é um corpo maciço de minério de ferro compacto de

alto teor que contém 80 m de altitude (Rosière et al. 2005). Esse pico é constituído, principalmente,

por hematita e magnetita, que se apresentam verticalmente e com uma estrutura lenticular. De acordo

com esses mesmos autores, os minérios compactos tem sua origem associada a processos

mineralizadores hidrotermais, formados durante o evento termotectônico Transamazônico. A

verticalização do corpo, juntamente com a de toda a sequência, que resultou em sua morfologia

peculiar, ocorreu no final do Paleoproterozoico, paralelamente à formação do Sinclinal Moeda.

Segundo Rosière et al. (2005 in Costa 2009), as minas da borda leste da Serra da Moeda

seriam núcleos de estruturas sinformais que concentraram o fluido mineralizador por processos de

enriquecimento supergênico nas duas fases principais de dobramento F1 e F2, como visto na Figura

2.4. Essa ideia é ainda controversa, em termos da possível participação de fluidos hidrotermais na

mineralização, principalmente, quanto aos corpos de minério hematítico compacto. Na Figura 2.4

também é mostrado a megaestrutura e os principais sítios mineralizados e suas respectivas minas.


34

Figura 2.4: Modelo conceitual para concentração da mineralização desenvolvido para o Sinclinal Moeda

(Rosière 2005, in Costa 2009).

De acordo com estudos realizados por Ventura (2009), a litoestratigrafia das jazidas da Mina

do Pico é representada por formações pertencentes ao Supergrupo Minas, dentre as quais: Formação

Moeda e Formação Batatal (Grupo Caraça), Formação Cauê e Formação Gandarela (Grupo Itabira).

Essas jazidas ainda apresentam diques e soleiras de rochas metabásicas intrusivas e coberturas

cenozoicas dadas por depósitos argilosos alóctones laterizados, colúvios compostos por blocos rolados

de hematita, argilas e cangas lateríticas.

Segundo Ventura (2009), o afloramento do Grupo Caraça, na porção sudeste da mina é

constituído por quartzitos da Formação Moeda, e acima desses quartzitos encontram-se filitos

sericíticos (coloração cinza, clara e filitos alterados amarelos) da Formação Batatal. As FFB’s estão

associadas à Formação Cauê (parte inferior) e os dolomitos são representados pela Formação

Gandarela (parte superior). De acordo com esse mesmo autor, as FFB’s da Formação Cauê são

representadas pelas fáceis-óxido do tipo Lago Superior, metamorfizada em baixo grau. Um grande

corpo intrusivo básico corta toda a sequência metassedimentar na face norte da Mina do Pico com

direção NE/SW e mergulho subverticalizado para NW.


35

Na Mina do Pico encontram-se, além dos itabiritos, minérios de alteração supergênica e o

minério compacto e, subordinadamente, o minério brechado. As brechas se desenvolvem em falhas e

zonas de cisalhamento, e são constituídas de fragmentos de hematita compacta ou itabirito em matriz

de quartzo, carbonato ou hematita. Brechas ocorrem, geralmente, como bolsões descontínuos

distribuídos irregularmente (Rosière & Chemale Jr. 2001).

Na porção leste da Mina do Pico estão situadas as litologias das Formações Moeda e Batatal.

A Formação Cauê, hospedeira das mineralizações de ferro, é constituída por lentes métricas de

hematita compacta, hematita média e macia e itabiritos friáveis, médios e compactos, com grande

variação de consistência e de teores de sílica (Fernandes 2003).

A partir da atuação do intemperismo desenvolveu-se na jazida uma capa pouco espessa de

minério de intemperismo supergênico, coberta superficialmente por uma capa de canga a qual pode

ainda exibir a estrutura original dos itabiritos ou então formar-se uma massa de aspecto esponjoso

envolvendo blocos de hematita cimentados por limonita que se acumulam especialmente no sopé do

Pico (Castro 2002).

A hematita da Mina do Pico pode ser separada em dois grandes domínios de acordo com sua

consistência: em lentes de hematita da área do Pico propriamente dito, em que se predomina hematita

compacta fraturada, circundada por hematita média e macia e itabiritos ricos. Na porção norte e

nordeste da mina, predominam as lentes de hematita média e macia de origem supergênica, situadas

imediatamente ao sul do dique de rochas metamáficas/ultramáficas e em contato com o filito da

Formação Batatal. São comuns as intercalações de itabirito friável, médio e compacto, com grande

variação de teores de ferro. Na região de contato com o filito da Formação Batatal são encontradas

lentes de hematita compacta, com espessuras que variam de 5 a 50 m (Fernandes 2003).

A Mina Sapecado, Figura 2.3, encontra-se ao sul da Mina do Pico, apresentando as mesmas

litologias. Essa mina contém uma área de lavra de 2.000 x 500 m. Os minérios predominantes são

lentes de hematita compacta, apresentando ainda hematita macia associada ao itabirito friável (Júnior

2010).

De acordo com Fernandes (2003), na Mina Sapecado encontram-se amostras de itabirito e

hematita enriquecidos em manganês, com afinidade carbonática na porção mais a oeste da mina. Os

teores médios de sílica e a consistência dos itabiritos são muito variáveis, em que os teores de sílica

variam entre 10-55%. Próximo à superfície, aumentam os teores de P e de Al2O3. Na porção norte da

mina, ocorre uma bacia sedimentar à base de argilas, areias e brechas, com 40 m de espessura definida

por sondagem e idade terciária a quaternária. Segundo esse mesmo autor, é comum encontrar diques e

lentes de rochas metamáficas/ultramáficas, com espessura variando de centímetros a 20 m.


36

2.3.2- Complexo Fazendão

O Complexo Fazendão, Figura 2.5, é constituído por três minas, são elas: São Luís, Tamanduá

e Almas, sendo, a Mina de São Luís a maior delas com 184,61 ha., as minas de Tamanduá e Almas

possuem 29 e 10 ha, respectivamente (Pereira 2010). As Minas do Complexo Fazendão estão situadas

na porção leste do QFe em uma região formada principalmente por rochas Arqueanas e Proterozoicas

do Supergrupo Rio das Velhas e Supergrupo Minas (Ribeiro et al. 2001)

Figura 2. 5: Mapa Geológico do Complexo Fazendão.

Os litotipos predominantes na área das minas estão associados à Formação Cauê, sendo que as

rochas encaixantes variam ao longo do corpo do minério. Na Mina São Luís as encaixantes

predominantes são os xistos do Grupo Quebra-Ossos, a oeste, e os filitos e quartzitos do Grupo


37

Piracicaba a leste. Nas Minas Tamanduá e Almas as encaixantes do corpo do minério pertencem ao

Grupo Caraça, composto por filitos e quartzitos. A Mina São Luís é delimitada a leste por gnaisses e a

oeste pelos quartzitos do Grupo Caraça, que formam a Serra do Caraça. Ao longo da área há presença

de coberturas de canga e de depósitos antrópicos, constituindo materiais rolados ou pilhas de estéril

(Menezes 2012).

Segundo Ribeiro et al. (2001), nas minas do Complexo Fazendão são encontrados três tipos

principais de minério rico em ferro: hematita, itabirito e coberturas (cangas e rolados). O minério

hematítico de alto teor em ferro ocorre, principalmente, na forma de especularita e goethita na porção

sul da jazida. O itabirito apresenta-se tanto friável quanto compacto, sendo constituídos principalmente

por especularita e quartzo. A cobertura é constituída por blocos de hematita e itabirito, provenientes da

erosão das FFB’s. De acordo com Pereira (2010), a Mina São Luís é formada, em sua maior parte, por

itabirito friável, duro e pulverulento, e secundariamente por corpos de minério de alto teor, duro e

xistoso.

Os itabiritos do Complexo Fazendão foram formados pelo processo de enriquecimento

supergênico dos minerais ricos em ferro, sendo originados de itabiritos silicosos compactos. Nos

itabiritos especularíticos o enriquecimento não está associado com hidratação porque a especularita

metamórfica é muito resistente ao intemperismo. Desta forma, os itabiritos friáveis ricos do topo, tem

a mesma mineralogia dos itabiritos compactos. Nos itabiritos da região sul de Fazendão o

enriquecimento é acompanhado por intensa goethitização associado com altos teores de P e Al2O3,

provavelmente porque são provenientes de antigos itabiritos carbonáticos ou anfibolíticos

(Ribeiro et al. 2001).

2.3.3- Complexo Itabira

Segundo Chemale Jr. (1995), o Distrito Ferrífero de Itabira, está situado no extremo sul do

Cráton São Francisco. O mapa geológico do Complexo Itabira é apresentado na Figura 2.6, com

destaque para Mina Conceição e para a Mina Periquito que são as minas de interesse dessa região.

Essa área é constituída basicamente por terrenos granítico-gnáissicos migmatitizados ou não,

sequências arqueanas do tipo Greenstone belt (Supergrupo Rio das Velhas) e sequências supracrustais

do Proterozoico Inferior (Supergrupo Minas e Grupo Itacolomi).


38

Figura 2.6: Mapa geológico da Mina Conceição e da Mina Periquito (Complexo Itabira).

O Complexo Itabira está a, aproximadamente, 20 km ao norte da porção nordeste do QFe e a

quase a mesma distância a sudeste da parte meridional da Serra do Espinhaço, constituindo-se em uma

ilha de sedimentos com contribuições vulcânicas, intensamente deformados e metamorfizadas

(Chemale Jr. 1995). Essa unidade geológica engloba uma extensão de, aproximadamente, 7.000 km2

cujos vértices estão localizados em Belo Horizonte, Santa Bárbara, Mariana, Congonhas do Campo e

inseridos no limite meridional do Cráton São Francisco. O Complexo Itabira está inserido na


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Formação Cauê pertencente ao Grupo Itabira, e também, no Grupo Piracicaba, ambos pertencentes ao

Supergrupo Minas.

A região do Complexo Itabira é denominado de Sinclinório de Itabira, formado pelas

sinclinais Cauê, Dois Córregos e Conceição, e pelas anticlinais Chacrinha e Periquito. A diferença

entre esses dois grandes conjuntos litológicos é erosicional, estrutural e, também, por grau

metamórfico (Endo et al. 1990).

De acordo com Endo et al. (1990), o grande espessamento da formação ferrífera do Complexo

Itabira, que pode chegar até 500 m, foi devido a falhas de cavalgamento. Esse fato se deve a

ocorrência de repetidas deformações tectônicas que aconteceram nessa região. Segundo esse mesmo

autor, esse acontecimento justifica, em parte, o destaque da região de Itabira como importante área de

extração de minério de ferro no Brasil.

Estudos realizados por Chemale Jr. (1995), indicam que a Formação Cauê é basicamente

constituída por itabirito e corpos ou lentes de hematita compacta. O itabirito dessa região é composto

de quartzo e hematita, de granulação fina a média, com bandas brancas a cinzas claras (0,1 a 1,2 cm de

espessura) silicáticas e cinzas escuras (0,1 a 1,5 cm de espessura) a base de hematita. Além desses

minerais podem ocorrer: sericita, carbonato, clorita, biotita e apatita em percentagens baixas. Como

produto de alteração dos minerais filossilicáticos identifica-se a caulinita. A presença de magnetita é

rara e, quando presente, está martitizada. Segundo esse mesmo autor, a hematita compacta encontra-se

na forma de lentes ou pequenos corpos no meio dos itabiritos ou associados a eles, com dimensões que

variam de centímetros a centenas de metros. A nível microscópico a hematita compacta contém

cristais preferencialmente tabulares. A hematita é quase sempre o único mineral presente nessas rochas

e, eventualmente, ocorre alguma caulinita. Além destes, é registrado a presença de fosfato secundário.


40

CAPÍTULO 3

FORMAÇÕES FERRÍFERAS BANDADAS (FFB’S)

3.1- DEFINIÇÃO, ORIGEM, IDADE E CLASSIFICAÇÃO DAS FFB’s

3.1.1-Definição de FFB’s

De acordo com James (1954), formações ferríferas é um termo restrito a unidades

estratigráficas compostas por rochas bandadas ou estratificadas em camadas, que contém 15% ou mais

de ferro, em que os minerais são, geralmente, intercalados com quartzo, chert ou carbonatos. Esse

mesmo autor, considerando as variações da composição mineralógica das FFB’s, diferenciou quatro

fáceis sedimentares, são elas: (i) fáceis-óxido, caracterizada pela presença de hematita ou magnetita;

(ii) fáceis-silicato, constituídas por greenalita, minnesotaíta e/ou stilpnomelana que, raramente, são

observadas em sua forma original; (iii) fáceis-carbonato que apresentam siderita e ankerita em sua

composição e (iv) fáceis-sulfeto que apresentam em sua composição pirita e outros sulfetos. Essas

fáceis estão em conformidade com a profundidade e com as condições de oxi-redução (Eh) e pH das

águas das quais foram depositadas.

Nos dias atuais é comum designar como formação ferrífera as rochas sedimentares que

possuem teor em ferro superior a 15%. Segundo Klein (2005), as formações ferríferas podem ser

classificadas em dois tipos: rochas de origem sedimentar química, que constituem as FFB’s e as rochas

de origem sedimentar detrítica ou granulares GIF (Granular Iron Formations). As formações

ferríferas de interesse desse trabalho são as FFB’s.

Dorr II & Barbosa (1963), em seus estudos, nomeiam o termo itabirito a uma FFB, típica do

Quadrilátero Ferrífero, de fáceis-óxido, laminada e metamorfizada, em que as bandas de chert ou de

jaspe originais foram recristalizadas como quartzo granular e o ferro está presente como hematita,

magnetita ou martita. De acordo com Morris (1993), a precipitação de óxidos de ferro e chert se

davam por um mecanismo de foto-oxidação e saturação com evaporação dos componentes.

3.1.2- Origem das FFB’s

Diversos pesquisadores elaboraram teorias sobre a gênese das FFB’s, sendo que algumas

foram descartadas, como as que propunham origens biogênicas ou por substituição de carbonatos.

Devido a esse fato, modelos foram sugeridos com o propósito de explicar o bandamento cíclico das

formações ferríferas pré-cambianas, aos quais podem citar: a flutuação de soluções hidrotermais

provenientes das chaminés vulcânicas proposto por Fralick et al. (1989), variações sazonais na

química das águas, proposto por Trendall & Blockley (1970), mudanças no controle pelos ciclos

solares ou na taxa de precipitação resultantes de explosões de vida do fitoplâncton (Cloud 1973),

dentre outros.


42

Segundo Spier (2005), o que se tem em consenso entre os pesquisadores, é que o ambiente

deposicional das FFB’s é de origem marinha, a precipitação do ferro e da sílica é de origem química e

as fontes da origem dos componentes minerais são hidrotermais, com lâmina de água superior a

100 m.

De acordo com Kaufman et al. (2007) as deposições das FFB’s abrangem alterações

evolutivas de composição da superfície da Terra, a partir de uma atmosfera, inicialmente isenta de

oxigênio e dominada pelo gás carbônico (CO2) e metano (CH4) que se tornou parcialmente oxigenada

ao longo do tempo.

Bekker et al. (2010), sugerem que as FFB’s foram formadas a partir de três diferentes

mecanismos durante o pré-cambriano, são eles: (A) mecanismos de oxidação de Fe2+

pela liberação de

O2 proveniente da fotossíntese das cianobactérias (os primeiros microrganismos fotossintéticos);

(B) oxidação metabólica de ferro II (Fe2+

) e (C) foto-oxidação de Fe2+

por raios ultravioleta (UV),

esses mecanismos são ilustrados na Figura 3.1.

Figura 3.1: Modelo de deposição ferrífera do Arqueano e Paleoproterozoico, modificado de Bekker et al.

(2010).


43

O modelo mais comumente aceito para as deposições das FFB’s é conhecido como oxidação

inorgânica de Fe2+

dissolvido, sendo o O2 proveniente de processos fotossintéticos de cianobactérias,

representado pela Figura 3.1A. As cianobactérias, portanto, foram consideradas como as responsáveis

pela liberação de oxigênio na atmosfera. Esses microrganismos, provavelmente, se desenvolveram nas

zonas eufóticas dos mares (parte de um corpo de água que recebe luz solar suficiente para que ocorra

a fotossíntese), em que o Fe2+

e os outros nutrientes necessários para o desenvolvimento das

cianobactérias foram provenientes de uma combinação de intemperismo continental e afloramento das

correntes profundas que contêm um componente hidrotermal. A reação envolvida nesse processo

encontra-se na equação (1), como pode ser observado o ferro encontra-se na forma de hidróxido.

2 Fe2+

+ 0,5 O2 + 5 H2O ←→ 2 Fe(OH)3 + 4 H+ (1)

A oxidação metabólica de Fe2+

, Figura 3.1B, é realizada por microrganismos microaerófilos,

que são microrganismos que crescem em meios com quantidades mínimas de oxigênio, como as

bactérias Leptothrix e Gallionella. Essas bactérias são encontradas em lençóis freáticos e em águas

doces. A reação envolvida na oxidação metabólica é mostrada na equação (2.1).

6 Fe2+

+ 0,5O2 + CO2 + 16 H2O ←→ [CH2O] + 6 Fe(OH)3 + 12 H+ (2)

Alguns microrganismos microaerófilos são capazes de oxidar o Fe2+

por um processo

fotossintético sem oxigênio (equação 2.2), em que o ferro II é utilizado como agente redutor.

4 Fe2+

+ 11 H2O + CO2 ←→ [CH2O] + 4 Fe(OH)3 + 8 H+

(2.2)

Esse modelo de deposição explica a deposição das FFB’s na ausência de O2 molecular e

usando a grande disponibilidade de Fe2+

e CO2.

A foto-oxidação de Fe2+

por raios UV foi proposta devido ao elevado fluxo de fótons de raios

UV que teriam atingido a Terra, antes mesmo, da presença de O2 atmosférico e da presença da camada

de ozônio (Figura 3.1C). Esse tipo de oxidação ocorre em comprimentos de onda no intervalo de 200 a

300 nm em águas ácidas. A reação para esse modelo de deposição das FFB’s é demonstrado na

equação (3).

2 Fe2+

(aq) + 2 H+ + hv → 2 Fe

3+ (aq) + H2 (3)

Segundo Pufahl (2010), a precipitação dos materiais que vão constituir as FFB’s podem seguir

dois caminhos distintos: ambiente sub-óxido ou anóxido.(A) No ambiente sub-óxido há precipitação

de óxidos e hidróxidos de ferro e também precipitação de opala, que com o soterramento progressivo,

serão transformados em hematita e chert. (B) Já no ambiente anóxido ocorre precipitação de óxidos e

hidróxidos de ferro, opala e greenalita, aos quais no curso da diagênese anóxida, serão transformados

em magnetita, chert e minnesotaíta, respectivamente, conforme ilustrado na Figura 3.2.


44

Figura 3.2: Modelo de deposição das FFB’s, modificado de Pufahl (2010).

Pufahl & Hiatt (2012), em seus estudos sobre a evolução da atmosfera-superfície oceânica

sugere que o ambiente inicialmente era anóxico, ou seja, isento de O2, sendo, portanto rico em CO2 e

CH4. Com o surgimento das cianobactérias o aparecimento de oxigênio torna-se evidente na

atmosfera. Esse evento ficou conhecido como GOE (Great Oxidation Event), à medida que o ambiente

se enriquecia em O2, o ferro presente nos oceanos era capaz de absorver esse O2 ocorrendo então a

precipitação na forma de óxido e posterior sedimentação, formando-se as formações ferríferas, esse

episódio ocorreu a, aproximadamente, 2,4 Ga (final do Arqueano e durante o Paleoproterozoico).

Após o período do GOE, por um longo período de tempo, não ocorreram mudanças

significativas no clima e ambiente. Já no Neoproterozoico, período de glaciação, toda a superfície

marinha encontrava-se coberta por gelo, sendo o ambiente marinho, portanto isento de O2. À medida

que o gelo começou a derreter o O2 presente na atmosfera foi responsável pela sedimentação de uma

grande parte do ferro presente no oceano, formando-se assim novas formações ferríferas

(Pufahl & Hiatt 2012).

De acordo com Spier et al. (2007), as FFB’s são objetos de grande interesse, pois além de

serem a maior fonte de minério de ferro, ainda são muito importantes para a compreensão da evolução

atmosférica, podendo contribuir no entendimento da composição química dos oceanos e como

surgiram as primeiras formas de vida na Terra.

3.1.3- Idade das FFB’s

Os depósitos das formações ferríferas possuem idades que variam desde o Paleoarqueano até o

Neoproterozoico. O maior volume de deposições ocorreu na Era Paleoproterozoica (2,45 Ga), esse


45

processo de deposição foi interrompido por volta de 1,8 Ga (Trendall 2002), conforme pode ser

observado na Figura 3.3. As formações ferríferas mais recentes ocorreram no Neoproterozoico, esse

episódio está associado diretamente com sedimentos glaciogênicos.

Figura 3.3: Representação esquemática das idades das formações ferríferas e suas respectivas abundâncias

(Klein 2005).

3.1.4- Classificação das FFB’s

As rochas ferríferas sedimentares, segundo Gross (1983), podem ser classificadas em três tipos

principais: Lago Superior, Algoma e Rapitan. As formações ferríferas, do tipo Lago Superior, são as

deposições que acontecem em plataformas continentais marinhas e também em bacias de rifte

(Paleoproterozoico) associadas à sedimentação química e clástica com boa maturidade. Como

exemplos podem ser citados: Labrador (Canadá), Hamersley (Austrália), Formação Cauê (Brasil),

entre outros. Segundo Bekker et al. (2010), as formações ferríferas do tipo Lago Superior foram

formadas em uma margem passiva sedimentar, em que, geralmente, não há relação direta com rochas

vulcânicas. Já as formações do tipo Algoma estariam associadas a sequências do tipo greenstone belts

(Arqueanas), sendo depositadas em bacias profundas, associadas diretamente a folhelhos, grauvacas e

sequências vulcânicas. Como exemplos desse tipo de formação ferrífera podem ser citados:

Michipicoten (Canadá) e Supergrupo Rio das Velhas (Brasil). O tipo Rapitan seria representado pelas

formações ferríferas associadas à sedimentação glaciogênica de idade Neoproterozoico a Paleozoica.

Portanto a classificação de interesse desse trabalho é a do tipo Lago Superior, visto que a região de

interesse, o Quadrilátero Ferrífero, é constituída por minérios de ferro pertencentes à Formação Cauê.


46

3.2- ORIGEM DO MINÉRIO HEMATÍTICO DE ALTO TEOR

A origem genética da hematita de alto teor é ainda motivo de muita controvérsia, embora

existam diversas pesquisas que buscam compreender a gênese desse tipo de minério. Algumas teorias,

referentes ao tipo de mineralização, foram postuladas para tentar decifrar como esses minérios com

elevado teor de ferro foram formados.

Rosière & Chemale Jr. (2001), colocaram em discussão alguns tópicos que estão relacionados

com a gênese dos minérios de elevado teor em ferro, tais como: a origem singenética versus

epigenética, a origem das soluções mineralizantes nos modelos epigenéticos, os processos envolvidos

nos tipos de mineralização e a idade relativa do tipo de mineralização.

Há dois modelos bastante discutidos que estão relacionados com a gênese dos minérios de alto

teor: o modelo supergênico e o modelo hipogênico (Mourão 2007).

Morris (1985), em seus estudos, postula o modelo supergênico como enriquecimento de ferro

a partir da infiltração, no período Pré-Cambriano, de águas meteóricas oxidadas. Nesse modelo

proposto, os minerais de ganga seriam substituídos por hidróxidos de ferro, a partir de processos

ativados por células eletroquímicas dinâmicas que permitiriam o carreamento do ferro de porções

superficiais para níveis mais profundos. Admite-se que a sílica lixiviada seria liberada para as

drenagens sob a forma de ácido ortossilícico (H4SiO4).

O modelo hipogênico, proposto por Taylor et al. (2001), sugere que, em um primeiro

momento, houve a remoção de sílica da rocha por fluidos hidrotermais, deixando um resíduo

enriquecido em óxidos de ferro, carbonato, silicatos de magnésio e apatita. Os próximos estágios, de

natureza supergênica, foram responsáveis por promover a dissolução do carbonato, fósforo, magnésio

e a geração de minério hematítico poroso de alto teor. Ainda de acordo com esses mesmos autores, os

dois modelos, o hipogênico principalmente, atribui um papel relevante aos falhamentos como planos

condutores aos fluidos.

Com a intenção de colaborar com os estudos sobre a origem do minério hematítico de alto teor

foram propostas algumas teorias. Portanto, as principais teorias genéticas foram criadas a partir de

estudos desenvolvidos, principalmente, na Bacia de Hamersley (situada no oeste da Austrália). Essa

região possui os principais depósitos de ferro do mundo, são eles: Mount Tom Price, Mount

Whaleback e Paraburdoo-Channar. Webb et al. (2003), estudando o depósito de Mont Whaleback

observou que a sequência paragenética das rochas dessa região não estavam de acordo com o modelo

de Taylor et al. (2001). Portanto, esses mesmos autores, propuseram outra teoria de caráter

hipogênico-supergênico cujos principais aspectos são: os fluidos hidrotermais metamórficos redutores

dos estágios iniciais não afetaram, de forma significativa, as FFB’s; nos estágios subsequentes, fluidos

ácidos e oxidantes, de origem meteórica, dissolveram o carbonato e o silicato e, ainda, transformaram

a magnetita em martita; nos estágios finais, também de natureza supergênica, a formação ferrífera


47

alterada é convertida em minério hematítico de alto teor pela dissolução da sílica, sendo que esse

processo não necessita da adição em ferro.

Segundo Thorne et al. (2008), o enriquecimento supergênico seguido por metamorfismo é a

explicação mais aceita entre o pesquisadores para a gênese dos minérios hematíticos de alto teor na

província de Hamersley.

Spier et al. (2003), em seus estudos tiveram a intenção de buscar informações que

contribuíssem para o fortalecimento de uma das hipóteses de formação do minério hematítico de alto

teor da Mina de Águas Claras e da Mina do Pico. Eles determinaram que o minério de ferro da Mina

de Águas Claras apresenta apenas minério de ferro de alto teor, enquanto a Mina do Pico apresentam

minérios de alto e de baixo teor. O minério de alto teor das respectivas minas foram divididos em dois

tipos: macio (soft) e duro (hard). Spier et al. (2003), sugerem ainda que o minério duro tenha sido

formado por processos hipogênicos, podendo citar o Pico do Itabirito como exemplo. Já o minério

macio, os referidos pesquisadores, sugere que tenha sido formado por processos supergênicos, em que

a ganga foi lixiviada por fluidos supergênicos. Com base em estudos geológicos e geoquímicos da

Mina de Águas Claras e da Mina do Pico há indícios que a gênese dos minérios maciços está

diretamente relacionada com soluções hidrotermais que lixiviaram a ganga e preencheram os poros

com hematita.

Guedes et al. (2003), em seus estudos, definiram ocorrências de FFB’s dolomíticas na

Província Carajás, indicando a presença de hidrotermalismo, pela dolomitização seguida de

recristalização da magnetita. Esse hidrotermalismo representa importante etapa intermediária na

formação dos grandes depósitos hematíticos de alto teor da Província de Carajás.

Beukes et al. (2003), em seus trabalhos, sugerem que as incertezas quanto à origem do alto

teor de minérios hematíticos estão relacionados, principalmente, com a composição desses minérios.

Eles são constituídos em sua maioria por hematita, um mineral com grande campo de estabilidade e

simples composição química o que revela pouco sobre a sua origem. Outros fatores que podem estar

relacionados com a origem do minério de alto teor são: a obliteração das estruturas primárias pelos

eventos tectono-metamórficos e pelo intemperismo. A maior parte dos grandes depósitos mundiais de

hematita resulta do enriquecimento das formações ferríferas Pré-Cambrianas. Porém os processos

responsáveis por esse enriquecimento não são bem conhecidos gerando discussão entre os

pesquisadores. Na Figura 3.4, estão marcados alguns dos principais depósitos de minério de ferro de

alto teor do mundo.


48

Figura 3.4: Mapa com a distribuição de alguns depósitos mais importantes de hematita de alto teor do mundo

(Beukes et al. 2003).

Beukes et al. (2003), após diversos estudos sobre o minério hematítico de alto grau, em

diversos lugares do mundo, tais como: África do Sul (Sishen-Beeshoek e distritos de Thabazimbi),

Brasil (QFe e distritos de Carajás), Índia (Noamundi e distritos de Dalli-Rajhara) e Austrália

(Província de Hamersley), reconheceram e classificaram a gênese em três tipos de mineralização, são

eles: supergênico antigo, processo hidrotermal e depósitos supergênico com modificação hidrotermal,

conforme apresentado na Figura 3.5.

De acordo com Conliffe (2015), os minérios hematíticos de alto grau na região oriental do

Labrador apresentam um enriquecimento de Fe2O3 com um correspondente depleção de SiO2. O

enriquecimento de Fe não está associado com um enriquecimento correspondente em elementos

imóveis, tais como Al e Ti, o que indica que a formação destes depósitos foi associada com a adição

de Fe, e não uma simples lixiviação de sílica. Todas as amostras apresentam baixas concentrações em

MgO, CaO e Na2O (elementos móveis).

As características geológicas e geoquímicas dos depósitos de minério de ferro de alto teor na

região oriental do Labrador são consistentes com um modelo de enriquecimento hipogênico com

modificação de processos supergênicos. Em que a principal fase de enriquecimento de ferro está

associada com um fluxo de grandes volumes de águas meteóricas. Estes fluidos foram centralizados

em zonas estruturais e a sílica foi lixiviada e substituída pela hematita. A Alteração supergênica é

evidenciada pela alteração da hematita em goethita (Conliffe 2015).


49

Figura 3.5: Classificação dos principais tipos de depósitos de minério de hematita de alto teor, modificado de

Beukes et al. (2003).

De acordo com o esquema apresentado na Figura 3.5, tem-se que os depósitos do tipo

supergênico antigo podem ser representados pelos depósitos de Sishen na África do Sul. Esse tipo de

depósito ocorre imediatamente abaixo de uma grande discordância erosiva e em faixas não

mineralizadas das FFB’s (Figura 3.5A). Os minerais são normalmente recobertos por camadas que

podem conter minérios detríticos derivados dos minérios lateríticos rígidos subjacentes. Já os

depósitos de minérios formados por processos hidrotermais, das quais podem se destacar: Thabazimbi,

na África do Sul, e os minérios de hematita dura de Mount Tom Price, Monte Whaleback, Paraburdoo

e Newman (Austrália) não estão associados a qualquer tipo discordância (Figura 3.5B). Os minérios de

origem supergênica com modificações hidrotermais (Figura 3.5C), podem ser representados pelos

depósitos do QFe e pelos distritos de Carajás, no Brasil, e pelos depósitos de Noamundi na Índia.

Esses minérios são caracterizados pela presença de grandes volumes de minérios friáveis saprolíticos


50

que foram derivados de enriquecimento supergênico e de alterações hidrotermais jovens das FFB’s, ao

lado de corpos de minério hematítico rígido de alta qualidade derivado de processos hidrotermais.

De acordo com os estudos de Clout & Simonson (2005) os minérios hematíticos de alto teor

podem ser divididos em duas classes principais: hematita compacta e hematita friável. Sendo a

primeira o objeto de estudo desse trabalho.

3.2.1- Hematita Compacta

A hematita compacta, devido ao seu elevado teor em ferro pode ser utilizada, juntamente, com

outros minérios de menor teor para aumentar a concentração final em ferro. A hematita compacta

também pode ser utilizada na produção de aço, a partir do processo de redução direta (Varajão et al.

1997). Devido à importância da hematita compacta, vários estudos vêm sendo realizados com o

objetivo de se descobrir os processos envolvidos em sua origem.

Dorr II (1965), em suas pesquisas, afirma que a origem dos corpos de hematita compacta está

diretamente relacionada com eventos que envolvem substituições metassomáticas sin-metamórficas.

Contrapondo essa ideia, Morris (1987, in Varajão et al. 1997) diz que a hematita compacta não

apresenta minerais e estrutura que comprove sua origem metassomática. Zavaglia (1995), em seus

estudos, demonstrou que a hematita compacta é de origem sedimentar cuja composição original é

dada por magnetita formada durante a diagênese em ambiente redutor.

Estudos realizados com hematita compacta da Mina de Maquiné, Mariana/MG, submetidas às

alterações supergênicas deveriam ser chamadas de “martita compacta”, de acordo com Varajão et al.

(1997), visto que a presença de magnetita foi evidenciada. Esses mesmos autores ainda concluíram

que a gênese de hematita compacta pode seguir a seguinte evolução: primeiramente ocorre a

sedimentação, em ambiente redutor, de corpos lenticulares de “magnetita compacta”, em segundo

lugar ocorre metamorfismo e posterior alteração supergênica da “magnetita compacta”, obtendo-se

assim corpos de “martita porosa”. Portanto, a denominação correta, de acordo com os autores, para

hematita compacta seria “martita compacta porosa”.

A hematita compacta do QFe, segundo Pires et al. (1998), foi gerada durante eventos sin-

-metamórficos compressivos na mesma fase da formação da foliação principal. A atividade

hidrotermal metassomática envolvida produziu os corpos de hematita compacta em temperaturas

próximas de 400 ºC.

Estudos realizados em amostras de minérios compactos de alto teor coletadas no depósito do

Pico do Itabirito não evidenciam nenhuma substituição metassomática durante os eventos

metamórficos, mas há evidências de recristalizações dos óxidos de ferro primários (Rosière 1983).


51

De acordo com Rosière & Chemale Jr. (2001), fazer uma suposição de uma origem do tipo

sin-sedimentar, para corpos grandes e concordantes de hematita compacta situados em domínios de

baixa deformação (DBD), como exemplo o Pico do Itabirito, implica portanto na existência em longo

prazo, de condições peculiares devido à ausência de precipitação de sílica. Essa suposição gera

conflitos entre os pesquisadores, pois existem diversos modelos deposicionais que postulam um

equilíbrio estequiométrico entre os componentes ou uma precipitação contínua de sílica em um mar

supersaturado nesse composto.

No QFe existem três tipos predominantes de minério de ferro, são eles: (i) não-tectônicos que

podem apresentar tanto origem hipogênica quanto supergênica, concordantes ao bandamento; (ii) sin-

tectônicos, origem hipogênica, apresentam condicionamento genético a estrutura tectônica e (iii) pós-

tectônicos, origem supergênica, em que a estrutura é um fator que facilita a percolação de fluidos

superficiais. A incidência de dois ou três processos provoca a geração de corpos de grandes dimensões

e teores elevados e homogêneos como na Mina de Águas Claras (Rosière & Chemale Jr. 2001).

Corpos de hematita compacta podem se apresentar como minérios não-tectônicos, sendo que esses

corpos ocorrem num formato lenticular de dimensões variáveis que apresentam um bandamento

definido pela forma alternada dos níveis compactos e porosos de óxidos de ferro com os minerais de

ganga nos interstícios, tais como: o quartzo e os filossilicatos. Grande parte dessa hematita compacta é

concordante ocorrendo dentro de níveis filitícos na base da Formação Cauê, intercalados em quartzo-

itabiritos e, frequentemente, dentro de corpos gigantescos de minério friável.

De acordo com Guedes et al. (2003), a Formação Parauapebas/Carajás é constituída por

corpos de minério compacto maciço, esses corpos apresentam teor superior a 66% em Fe. A

localização desses minérios ocorre principalmente próxima ao contato com as rochas vulcânicas mais

baixas da formação, apresentando geralmente vestígios de alterações hidrotermais nas rochas. O

minério compacto é encontrado, na maioria das vezes, em formato de lentes tabulares concordantes,

podendo chegar até 100 m de comprimento e espessura média de cerca de 50 m.

Segundo Spier et al. (2007), os minérios compactos são constituídos, principalmente, por

hematita que podem se apresentar como martita, hematita tabular e especularita. Esse tipo de minério,

normalmente, não apresenta ganga, e quando ocorre são constituídas por dolomita, clorita e apatita. As

análises químicas indicam que o minério compacto consiste quase inteiramente de Fe2O3 e possuem

quantidades baixas de elementos-traços. Os minérios de alta qualidade na Mina de Águas Claras

possuem origem que envolve, no mínimo, dois processos de mineralização, sendo eles: processos

hipogênicos e supergênicos.

A ocorrência de hematita compacta em itabiritos nas minas de Águas Claras e Tamanduá,

estão relacionadas com dados microtermométricos que foram obtidos a partir de estudos de inclusões

fluidas de hematita em minério de alto teor (Rosière & Rios 2004, in Spier et al. 2007), esse fato


52

evidencia a participação de processos de mineralização de origem hipogênica em jazidas de minério

compacto do QFe.

3.3- COMPOSIÇÃO GEOQUÍMICA DAS FFB’s

As FFB’s de baixo grau de metamorfismo são constituídas pela assembleia mineral: sílica

microcristalina, magnetita, hematita, siderita, calcita, membros da série dolomita-ankerita, greenalita,

stilpnomelana, mennesotaita, ribeckita, ferriannita, pirita e pirrotita. Em menores proporções podem

também ser encontrados cloritas e talco. Esses minerais submetidos ao baixo grau metamórfico são

encontrados em bandas alternadas de sílica e ferro (Klein 1983). Segundo esse mesmo autor,

formações ferríferas submetidas a médio grau metamórfico são caracterizadas pela presença de

anfibólios (membros da série cummingtonita-grunerita). A assembleia mineral mais encontrada é:

grunerita, calcita, actinolita, hornblenda, tremolita, hematita, magnetita, etc. Já as formações ferríferas

submetidas a alto grau metamórfico são caracterizadas por minerais anidros, em que predominam

ortopiroxênios e clinopiroxênios (Klein 1983).

Em seus estudos, James (1966) diz que as FFB’s de fáceis-óxido apresentam composição

química simples, em que a sílica e os óxidos de ferro são seus principais componentes. A composição

química de FFB’s pré-cambrianas é formada principalmente por sílica e óxidos de ferro que são os

constituintes maiores, alumina e álcalis como constituintes menores, e ainda, Cu, Pb, Zn, Co, Ni e P

ausentes ou em baixos teores (Eichler 1976).

Segundo Klein (2005), as formações ferríferas que possuem idades entre 3,8 e 1,8 Ga

apresentam constituição química similar, sendo ricas em ferro (20-40%) e sílica (43-56%). Os teores

de CaO e MgO variam entre 1,75-9,0% e 1,2-6,7%, respectivamente. Já os teores de Al2O3 variam

entre 0,09-1,8%.

As minas de Itabira (QFe) contém FFB’s que apresentam uma mineralogia bastante complexa.

Os materiais graníticos ocorrem intercalados com as bandas de óxidos de ferro e sílica. De acordo com

Lagoeiro et al. (2004), é necessário uma gama de técnicas analíticas, dentre as quais: microssonda,

difração de raios X e fluorescência de raios X para determinar a mineralogia e a composição química

das rochas das FFB’s. As camadas com alto teor em ferro são compostas, principalmente, por

magnetita e hematita, sendo a goethita formada após o óxido de ferro. A mistura de materiais ígneos,

FFB’s e diferentes teores de MnO, produziram uma extensa variação na composição mineral,

incluindo óxidos complexos e hidróxidos contendo Fe, Al, Mn, Mg, Ti, Ca, Na, K, Ba, Li, Be, F,

alguns fosfatos (monazita) e silicatos minerais (feldspatos e micas).

Já a composição geoquímica de minérios hematíticos de alto teor, de acordo com estudos

realizados por Spier et al. (2007) na Mina de Águas Claras, indicam que a composição da hematita

compacta é bastante simples, constituída em sua maioria por Fe2O3 (cerca de 97%). A composição de


53

elementos-traços desse tipo de minério também é simples, com Cr (~65ppm), V (~35ppm) e valores

médios superiores a 30 ppm para outros elementos-traços.

3.3.1- Elementos-traços e Elementos Terras Raras (ETR’s)

Elementos-traços

A concentração de elementos-traços, geralmente, é representada pela unidade ppm. De acordo

com os estudos realizados por Davy (1983) não existiam, ainda, dados suficientes para a

caracterização de assinaturas de elementos-traços de fácies individuais.

A concentração de níquel (Ni) em formações ferríferas foi alterada de forma drástica com o

passar do tempo. Houve uma grande queda na concentração de Ni nos oceanos, em aproximadamente,

2,7 Ga. Esse fato ocasionaria profundas consequências para os microrganismos que necessitavam dele

(bactérias metanogênicas). A metanogênese foi de fundamental importância no controle dos níveis de

oxigênio na Terra, pois o metano produzido por esses microrganismos reagiam com o oxigênio

existente mantendo-se assim baixo os níveis desse elemento (Konhauser et al. 2009).

Estudos realizados por Selmi (2009) indicam que amostras de hematita compacta de diferentes

regiões do Quadrilátero Ferrífero apresentam teores de elementos-traços variando entre 23,6-262 ppm.

Nessas amostras de hematita compacta tem-se o V como elemento-traço mais abundante. Nas

amostras de itabirito tem-se uma média de elementos-traços igual a 87,8 ppm, sendo os elementos-

traços Co e V os mais abundantes.

Segundo os pesquisadores Bau & Alexander (2009), têm-se poucas informações sobre as

concentrações dos elementos-traços: zircônio (Zr), háfnio (Hf) e tântalo (Ta) nas formações ferríferas

e sobre os processos que controlam a distribuição dos mesmos em sedimentos químicos. De acordo

com estudos realizados em uma formação neoarquena do Canadá esses mesmos autores, compararam

sua química com as de águas oceânicas modernas. Eles notaram que o Zr e o Hf são removidos sem

fracionamento e que as razões baixas de Zr/Hf eram resultados do fato que as águas oceânicas

apresentavam uma razão Zr/Hf mais baixa no neoarqueno quando comparado aos dias atuais. Esse

fato, somado com as anomalias de európio (Eu) indicam a presença de hidrotermalismo atuante nos

oceanos arqueanos e que, provavelmente, possuíam razões Zr/Hf condríticas.

Bolhar et al. (2004) e Bau & Alexander (2009), sugerem que os elementos-traços (Sc, Sr, Zr,

Hf e Th) podem ser usados como traçadores de componentes detríticos e também podem ser usados na

determinação das amostras com contaminação de material clástico.

De acordo com Frei et al. (2008), vários diagramas binários de elementos-traços têm

contribuído para o entendimento dos processos vulcanogênicos e sedimentares associados à deposição

das FFB’s. O elemento-traço Zr encontra-se concentrado em rochas félsicas de tal forma que o seu


54

aumento em relação a Y e Hf pode ser interpretado como indicativo de proveniência de uma fonte

vulcânica félsica ou pela presença de zircões detríticos derivados de fontes continentais e depositados

nas porções mais rasas da bacia, enquanto que fontes mantélicas são sempre empobrecidas nestes

elementos (Filho 2012).

De acordo com Alkmim (2014) o que mais diferencia os litotipos de itabirito (magnetítico,

silicoso e anfibolítico), provenientes da região de Serra Azul, é a concentração de elementos maiores,

menores e traço, visto que os espectros de ETR’s são similares.

De acordo com os estudos realizados por Conliffe (2015), os minérios hematíticos de alto teor

da região oriental do Labrador, apresentam, em sua maioria, concentrações de elementos-traços

menores do que 10 ppm. Algumas amostras apresentam teores de elementos-traços menores do que

50 ppm e outras amostras apresentam-se enriquecidas com teores de elementos-traços maiores do que

100 ppm. A elevada concentração de algumas amostras se deve por causa da elevada concentração dos

seguintes elementos-traços: Sr, Ba, V, Zn. Estes valores anômalos de elementos-traços são atribuídos

ao enriquecimento residual e/ou a um estágio avançado de intemperismo.

Elementos Terras Raras (ETR’s)

Os ETR’s são elementos-traços com número atômico que variam de 57 (lantânio, La) a 71

(lutécio, Lu). Todos esses elementos apresentam propriedades físicas e químicas semelhantes.

Usualmente os ETR’s podem ser divididos em dois grupos principais: elementos terras raras leves

(ETRL) representado pelos elementos La, Ce, Pr e Nd, e os elementos terras raras pesados (ETRP),

sendo eles representados pelos elementos Dy, Ho, Er, Tm, Yb e Lu. Os ETR’s geralmente apresentam-

se com estado de oxidação 3+, sendo os de maior importância geológica os ETR’s cério (Ce3+

) e

európio (Eu3+

), que podem apresentar estados de oxidação Ce4+

e Eu2+

, respectivamente

(Rollinson 1995).

De acordo com Braga (2012), os valores de ETR’s são usualmente normalizados a um padrão

de referência com o intuito principal de eliminar possíveis variações de abundância que existem entre

os elementos de número atômico par e ímpar, conhecido como efeito Oddo-Harkins, e também

permitir a identificação do fracionamento dos ETR’s em relação ao padrão utilizado. Para

normalização das amostras de FFB’s, usualmente, são utilizados condritos e folhelhos. Os condritos

podem ser considerados como rochas relativamente não fracionadas do sistema solar datando de sua

nucleossíntese original. Os padrões de condritos comumente utilizados são os de Evensen et al. (1978)

e Taylor & McLennan (1989). Já os padrões dos folhelhos representam a média dos valores de ETR’s

nos sedimentos, visto que a concentração de muitos elementos em rochas sedimentares pelíticas de

plataforma continental ao redor do mundo são similares, como consequência de misturas por ciclos

repetidos de erosão. Normalmente são utilizados o NASC (North American Shale Composite) de


55

Gromet et al. (1984) e o PAAS (Post-Archean Australian Shale) de McLennan et al. (1989). Nesse

trabalho os ETR’s foram todos normalizados pelo PAAS.

Neste presente trabalho será considerada, para os estudos geoquímicos, a composição dos

ETR’s + Y, pois de acordo com Bau et al. (1995) e Nozaki et al. (1997) o elemento-traço Y possui um

comportamento químico similar ao dos lantanídeos, especificamente ao do elemento terra rara hólmio

(Ho). De acordo com esses mesmos autores, o elemento Ho é eliminado nas partículas, em suspensão,

duas vezes mais rápido do que o elemento Y. Logo o Y foi inserido entre os elementos disprósio (Dy)

e Ho, de acordo com o seu raio iônico, como observado no trabalho de Bau & Dulsky (1996).

Segundo Bolhar et al. (2004) as anomalias de Y podem ser calculadas pela razão entre Y e

Ho (Y/Y*=Y/Ho), pois esses dois elementos se comportam geoquímicamente de maneira bem

semelhante. De acordo com esses mesmos autores, as razões Y/Ho são próximas a 26 para rochas

terrestres e condritos. As proporções inferiores ou superiores a 26 indicam anomalias negativas ou

positivas de Y, respectivamente. Estudos realizados por Alexander et al. (2008) indicam que as

formações ferríferas arqueanas e proterozoicas possuem uma distribuição dos ETR’s que exibe uma

típica anomalia de Y, segundo esse mesmo autor essa é uma característica de águas marinhas cuja

origem é apoiada pela razão Y/Ho (média Y/Ho = 43). De acordo com Planavsky et al. (2010) os

valores da razão (Y/Ho) da água do mar variam entre 60-90 e para as formações ferríferas do final do

proterozoicas é igual a Y/Ho = 39. Já os valores para as águas continentais variam entre 26-27. De

acordo com estudos realizados por Rios et al. (2012) é sugerido que amostras com razões Y/Ho <30

possuem alguma influência de águas continentais no período de deposição dessas rochas.

A determinação dos ETR’s é uma das técnicas geoquímicas mais importantes, utilizada para o

entendimento da origem da deposição das formações ferríferas (Frei et al. 2008). Nos estudos que

envolvem a determinação de ETR’s das FFB’s, supõe-se que não há fracionamento mínimo de ETR’s

durante a precipitação de óxidos de ferro III (Fe3+

) e oxi-hidróxidos. Segundo Bekker et al. (2010) as

FFB’s assumem, portanto uma assinatura de ETR’s relacionados com a água do mar no local de

precipitação do ferro. Os ETR’s são muito utilizados em estudos geoquímicos, pois apresentam pouca

mobilidade durante processos pós-deposicionais (McLennan & Taylor 1991), apesar de que rochas

intensamente intemperizadas e submetidas a alterações hidrotermais, possam mostrar padrões de

ETR’s modificados (Bau 1993). De acordo com Rollinson (1995), dentre os elementos-traços, os

ETR’s são os que possuem menor solubilidade. Portanto eles são relativamente imóveis durante o

metamorfismo de baixo grau, alterações hidrotermais e intemperismo.

Segundo Bekker et al. (2010), grande parte dos estudos envolvendo os ETR’s das FFB’s são

realizados com o objetivo de tentar decifrar os mecanismos de oxidação responsáveis pela deposição

do ferro. Para isso, a determinação de ETR’s, tais como o Eu e Ce são de extrema importância.

Sedimentos químicos pré-cambrianos mais antigos que 1,9 Ga são enriquecidos em Eu se comparadas


56

a sedimentos clásticos contemporâneos, o que indicaria que parte deste Eu devia estar na forma de

Eu2+

. A mudança comportamental do Eu de existir parcialmente na forma Eu2+

passando integralmente

para a forma Eu3+

ocorreu entre 1,9 Ga e 800 Ma e deve ser um indicador da mudança do conteúdo de

oxigênio da atmosfera (Fryer 1977).

As anomalias de Eu indicam a presença de soluções hidrotermais nos depósitos de ferro e as

anomalias de Ce indicam possíveis estados de oxi-redução. Portanto, os estudos de ETR’s são de

fundamental importância para a compreensão dos aspectos das FFB’s. O comportamento de Eu em

fluidos hidrotermais está ligado à redução do Eu3+

a Eu2+

em condições de elevadas temperaturas

(>250 ºC) e baixas condições de Eh. Slack et al. (2007), em suas pesquisas supõem que o ferro e os

ETR’s não serão fracionados durante o transporte de espalhamento. Como consequência uma grande

anomalia positiva de Eu indica que o ferro apresenta-se derivado de um processo hidrotermal.

Veríssimo et al. (2009) sugerem que a grande maioria dos exemplos conhecidos das FFB’s,

tanto arqueana quanto proterozoicas, exibem anomalias positivas pronunciada de Eu. Esse

enriquecimento é interpretado como contribuição de soluções hidrotermais na água do mar durante a

precipitação dos sedimentos contendo ferro. Fazendo-se a comparação dos fatores de enriquecimento

do Eu normalizado pelo NASC das FFB’s de Quixeramobim com os fatores de diversas FFB’s do

mundo, esse mesmo autor, verificou que os valores das anomalias de Eu (Eu/Eu* entre 1,31 e 1,49)

são comparáveis com os valores das FFB’s do tipo Lago Superior, paleoproterozoicas, localizadas no

QFe, especificamente no Grupo Itabira e também no Grupo Hamersley, na Austrália (Eu/Eu* entre

1,32 e 1,45). De acordo com Veríssimo et al. (2008), o Ce apresenta anomalias negativas nas FFB’s de

Boa Viagem que podem ser explicadas pela precipitação do Ce3+

ou mesmo pela sua incorporação em

fases de óxi-hidróxidos manganesíferos, a medida que são registradas ocorrências de gonditos e

formações manganesíferas nos arredores de Boa Viagem.

Segundo pesquisas realizadas por Kato et al. (1998) a existência de anomalias positivas de Eu

em formações ferríferas arqueanas evidencia que os oceanos arqueanos eram controlados por enormes

quantidades de soluções hidrotermais. De acordo com os estudos realizados por Danielson et al.

(1992) nas formações ferríferas da América do norte, Finlândia e da Austrália, sugere-se que as FFB’s

mais antigas do que 2,5 Ga apresentam anomalias positivas de Eu enquanto as formações ferríferas

mais novas não apresentam anomalias desse elemento.

Alkmim (2014) sugere uma interação de fontes clásticas e hidrotermais durante a formação

das amostras de itabirito da Formação Cauê. As características de fontes clásticas observadas são as

altas concentrações dos elementos-traços: Sc, Sr, Zr, Hf e Th. Já a principal característica da presença

de uma fonte hidrotermal está diretamente relacionada com a presença das anomalias positivas de Eu

em todas as amostras de itabirito analisadas.


57

O elemento terra rara La tem apenas um vizinho, o Ce, portanto torna-se mais complicado

calcular sua abundância. Com a intenção de calcular a anomalia de La, Bolhar et al. (2004) sugeriram

a seguinte equação: La/La* = La/(3Pr-2Nd). Em alternativa, como sugerido por Bau & Dulski (1966),

a anomalia de La pode ser expressa em conjunto com a anomalia de Ce. O La quando presente em

abundância nos ambientes marinhos podem mascarar as possíveis anomalias de Ce na água do mar, e

em seus precipitados químicos. Com o intuito de investigar a natureza oxidante dos oceanos antigos os

pesquisadores, Bau & Dulski (1996), propuseram um diagrama relacionando anomalias de cério

(Ce/Ce*) e praseodímio (Pr/Pr*) com a intenção de verificar, a existência ou não, da anomalia de Ce

em precipitados de origem marinha. As amostras que apresentam anomalias negativas de Ce resultam

em anomalias positivas de Pr, ou seja, (Pr/Pr*) >1, podendo também, indicar anomalias positivas de

La. Já as anomalias positiva de Ce resultam em anomalias negativas de Pr, (Pr/Pr*) <1. As amostras

que apresentam anomalias negativas de Ce sugerem que o ambiente era oxidante na época de

deposição das formações ferríferas. As anomalias de Ce podem ser calculadas utilizando-se a equação:

Ce/Ce* = Ce /(0,5Pr + 0,5La), de acordo com (Bau & Dulski 1996).

Normalmente, as anomalias são determinadas pela razão entre o elemento normalizado e a

média aritmética dos seus vizinhos na série dos lantanídeos. Esse modo é usado, por exemplo, para

calcular o enriquecimento ou empobrecimento de Eu e Ce. Porém, essa forma de calcular as anomalias

para sistemas marinhos é um pouco mais complexa, se usada, pode gerar interpretações errôneas.

Estudos realizados por Bolhar et al. (2004) propõe algumas expressões para determinação de

anomalias para alguns elementos, como: Ce = Ce/(2Pr-1Nd), Y = Y/Ho, Gd = Gd/(2Tb-1Dy) e a

depleção de ETRL para ETRP pode ser calculada pela razão entre praseodímio e itérbio (Pr/Yb)PAAS.

O La não deve ser utilizado devido ao seu enriquecimento em relação ao seu vizinho ETRL. Já a

anomalia de Eu pode ser calculada pela seguinte expressão: Eu/Eu* = (Eu/0,66Sm + 0,33Tb), segundo

Planavsky et al. 2010.

Segundo Bolhar et al. (2004), as águas marinhas modernas oxigenadas são desfalcadas em Eu

e Ce enquanto que as águas sub-óxidas a ánoxidas não possuem anomalias negativa significantes de

Ce. Segundo esses mesmos autores têm-se, ainda, como características das águas marinhas modernas:

anomalias positivas de La, gadolínio (Gd) e Y e desfalque relativo dos ETRL em relação aos ETRP,

isto é Gd/Yb < 1 e La/Yb < 1.

Planavsky et al. (2010) observaram em seus estudos que algumas formações ferríferas

depositadas em 1,9 Ga, ou seja, após o GOE, apresentavam anomalias positivas de Ce. Esse fato pode

ser explicado por uma exposição de partículas de oxi-hidróxidos de manganês (que possuem teores

consideráveis de Ce) a uma superfície redox, ocorrendo a dissolução desse material e aumentando o

conteúdo de Ce dissolvido na água do mar. Segundo esses mesmos autores, estudando formações

ferríferas de várias partes do globo e comparando-as aos carbonatos do Grupo Steep Rock da


58

Província Superior no Canadá, concluíram que as formações ferríferas não possuem anomalias

negativas de Ce, são desfalcadas em ETRL e exibem anomalia positiva de Eu.

Estudos realizados por Spier et al. (2007) em amostras de hematita compacta da Mina de

Águas Claras, apresentam baixos teores de ETR’s, esses teores em média são de 7 ppm. Os padrões de

ETR’s são todos semelhantes, sendo os mesmos caracterizados por uma forte diminuição de ETRL

quando se compara ao ETRP. A maioria das amostras apresentam anomalias negativas de Ce e

anomalias positivas de Eu.

De acordo com Selmi (2009) as amostras de hematita compacta de diferentes regiões do

Quadrilátero Ferrífero apresentam em média 26,85 ppm de ETR’s e as amostras de itabirito

apresentam em média 16,91 ppm de ETR’s. Todas as amostras analisadas apresentam anomalias

positivas de Eu.

As formações ferríferas pré-cambrianas sem contaminação clástica, independentemente de sua

proveniência, idade e grau metamórfico, apresentam uma assinatura de ETR’s comum com as

seguintes características: (Sm/Yb) <1 e (Eu/Sm) >1 (Bau & Möller 1993), razões Eu/Sm e amplitude

da anomalia positiva de Eu diminuem com o decréscimo da idade de deposição (Bau & Dulski 1996).

As amostras de itabirito da Serra do Morro Escuro em Santa Maria de Itabira (Braga 2012)

apresentam as seguintes características: i) anomalias positivas de Eu, com média igual a 1,63;

ii) apresentam enriquecimento de ETRP e relação aos ETRL, com razão (Pr/Yb)PAAS = 0,10-0,71; e

iii) razão Y/Ho variando entre 26,25-47,00, com média igual a 38,76.

De acordo com os estudos realizados por Alkmim (2014) as diferentes tipologias de itabirito

da região do Gandarela possuem as seguintes características em comum: i) espectro com um

enriquecimento em ETRP em relação aos ETRL; ii) anomalias positivas de Eu e Y; iii) anomalias

positivas ou negativas de Ce (na maioria das litologias) e iv) a grande maioria das amostras estudadas

passou nos critérios sugeridos por Bau & Möller (1993), apresentando razão (Sm/Yb) <1 e

(Eu/Sm) >1.

De acordo com Conliffe (2015), as amostras de minérios hematíticos de elevado teor da região

oriental do Labrador apresentam anomalias positivas de Eu para a maioria das amostras e também há

preferencialmente um enriquecimento de ETRP em relação aos ETRL (La/Yb)PAAS.

CAPÍTULO 4

CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA

4.1- AMOSTRAS DO COMPLEXO ITABIRITO

Todas as amostras do Complexo Itabirito (Minas Galinheiro, do Pico e Sapecado) são de

superfície. Na Figura 4.1 é apresentado um mosaico de fotografias representando a Mina do Pico.

Figura 4.1: Mosaico de fotografias representando a Mina do Pico/Empresa Vale. A) sopé da mina; B) exemplo

de amostra de hematita compacta da Mina do Pico; C) afloramento contendo o minério hematítico compacto

(minério de cor cinza, a esquerda da fotografia) e o minério itabirítico (minério de cor marrom, a direita da

fotografia); D) dobras em itabirito da Mina do Pico; E) vista frontal do Pico de Itabirito e F) vista da cava da

mina e do Pico propriamente dito.

As granulações da maioria das amostras analisadas do Complexo Itabirito foram classificadas

como fina (diâmetro dos cristais menores do que 1,0 mm). As amostras de hematita compacta

apresentam um elevado teor em ferro, na forma de hematita (Fe2O3), com teores variando de 70 a 98%.

A B

C D

E F


60

Na maioria das amostras também foram observados a presença de magnetita, com teores variando de 1

a 20% e, também, a martita que representa a transformação da magnetita em hematita.

Mina Galinheiro

As amostras da Mina Galinheiro (MP-01 a MP-06) são amostras de hematita compacta,

exceto a amostra MP-03 que é uma amostra de itabirito. As amostras de hematita compacta são

formadas, essencialmente, por grãos de hematita lamelar. Essas amostras apresentam-se com uma

quantidade de opacos próxima a 98%, em que se tem a hematita como óxido predominante, os teores

de magnetita variam de 10 a 20%. Os 2% restantes, da lâmina, podem ser justificados por poros que

indicam uma possível lixiviação do material silicoso.

A amostra de itabirito, MP-03, apresenta cerca de 50% de opacos, em que se tem

aproximadamente 30% de hematita, 15% de magnetita e 5% de martita. Os outros 50% referem-se aos

minerais translúcidos, em que se têm, essencialmente, grãos de quartzo com extinção ondulante (45%)

e mica branca (5%). A amostra de itabirito apresenta-se em bandas alternadas de sílica e ferro.

Mina do Pico

As amostras de hematita compacta da Mina do Pico (MP-08, MP-09, MP-10, MP-11, MP-12 e

MP-13) apresentam-se quantidades de opacos que variam de 90 a 98%, em que a hematita apresenta-

se como óxido predominante. Essas amostras apresentam, principalmente, grãos de hematita lamelar e

hematita granular (20%). Dessas amostras a única que apresenta parte silicosa é a amostra MP-11 com

uma quantidade próxima a 10%. Nessa amostra a parte silicosa apresenta-se com grãos de quartzo com

extinção ondulante e contato serrilhado. Os minerais opacos apresentam quantidade variável de

magnetita (2 a 20%), sendo o restante do minério de ferro apresentado como hematita.

Foram coletadas quatro amostras de itabirito da Mina do Pico (MP-07, MP-14, MP-15 e

MP-16). A amostra MP-07 apresenta cerca de 45% de translúcidos e cerca de 55% de opacos. Essa

amostra apresenta veios de quartzo, com cerca de 35 mm de espessura, cortando as camadas ricas em

ferro, nesses veios foram encontrados alguns grãos de mica branca e os grãos de quartzo apresentam-

se com contato serrilhado e extinção ondulante. No bandamento silicoso observa-se pouca mica branca

(1%), sendo que a maioria dos grãos de quartzo apresentam contato serrilhado (40%) e o restante

contato poligonal (5%). Nas bandas ricas em ferro têm-se a hematita como óxido predominante.

Observou-se também vestígios de magnetita (1%) e a presença de martita (1%). Os grãos de hematita

apresentam-se predominantemente anédricos (45%) e poucos grãos são lamelares (10%). As amostras

de itabirito, MP-14, MP-15 e MP-16, apresentam cerca de 45% de translúcidos e 55% de opacos. As

três amostras apresentam veios de quarto discordantes ao bandamento, sendo os grãos de quartzo dos

veios inequigranulares com contato serrilhado e extinção ondulante. Os veios presentes na amostra

MP-14 apresentam-se com poucos grãos de mica branca (2%). A parte silicosa das amostras, MP-14


61

MP-15 e MP-16, apresenta-se com grãos de quartzo equigranulares. A amostra MP-14 contém grãos

de quartzo com contato interlobado e extinção ondulante. Já a parte silicosa das amostras MP-15 e

MP-16 apresenta-se com contato poligonal. As bandas ricas em ferro, das três amostras, são bastante

similares. Essas amostras apresentam vestígios de magnetita (1%), apresentam predominantemente

grãos de hematita lamelar (40%), hematita granular anédrica (10%) e, ainda, alguns grãos de hematita

criptocristalina (5%).

Mina Sapecado

Na Mina Sapecado foram coletadas quatro amostras (MP-17 a MP-20), sendo as amostras

MP-17 e MP-18 amostras de hematita compacta e as amostras MP-19 e MP-20 correspondem a

amostras de itabirito. As quantidades de minerais opacos, nas duas amostras de hematita compacta,

MP-17 e MP-18, estão próximas a 95%, em que se têm predominantemente grãos inequigranulares de

hematita lamelar e apenas vestígios de magnetita (2%). Foram observados nessas amostras,

principalmente, grãos de hematita granular. Já as amostras de itabirito, MP-19 e MP-20, apresentam

cerca de 30 e 50% de translúcidos, respectivamente. As duas amostras apresentam grãos de quartzo

com contato predominantemente poligonal e alguns grãos de quartzo com extinção ondulante. A parte

das amostras de itabirito que contém os minerais opacos apresentam teores de aproximadamente 70 e

50% para as amostras MP-19 e MP-20 respectivamente, em que se predominam grãos de hematita

lamelar. Essas amostras apresentam ainda, quantidades próximas a 5% de magnetita e cerca de 1% de

martita.

Com o objetivo de averiguar os resultados obtidos pelas análises microscópicas foram

realizadas análises de difração de raios X de algumas amostras. Na Figura 4.2, seguem os

difratogramas de uma amostra de hematita compacta (MP-06) e de uma amostra de itabirito (MP-07)

representando a composição mineralógica das mesmas. Pode-se observar no difratograma que a

amostra de hematita compacta é formada essencialmente por hematita e magnetita. Já a parte opaca da

amostra de itabirito é formada principalmente por hematita e magnetita, e a banda silicosa é formada

principalmente por quartzo.


62

Figura 4.2: Difratograma representando a composição mineralógica da amostra de hematita compacta MP-06

(Mina Galinheiro) e da amostra de itabirito MP-07 (Mina do Pico).

4.2- AMOSTRAS DO COMPLEXO FAZENDÃO

As amostras do Complexo Fazendão (Minas São Luiz, Tamanduá e Almas) foram todas

coletadas na parte superficial das minas. Na Figura 4.3, é apresentado um mosaico de fotografias

representando os locais de coleta de algumas amostras.

Figura 4.3: Mosaico de fotografias representando os locais de coleta das amostras do Complexo Fazendão. A) e

B) amostras de hematita compacta da Mina São Luiz; C) amostra de hematita compacta da Mina Tamanduá e D)

corpo de hematita compacta da Mina Almas.

A

D C

B


63

As amostras de hematita compacta do Complexo Fazendão apresentam quantidades de

minerais opacos que variam de 70 a 95%, em que se têm essencialmente a hematita. Na maioria das

amostras do Complexo Fazendão foi observada também, a presença de magnetita e martita.

Mina São Luiz

As amostras da Mina são Luiz, MCF-01 a MCF-04, são amostras de hematita compacta,

exceto a amostra MFC-02 que representa uma amostra de itabirito. A amostra de itabirito, MCF-02,

apresenta cerca de 70% de opacos, sendo formada, predominantemente, por hematita, em que os grãos

em sua maioria lamelares (55%) e o restante são grãos granulares (15%). A banda silicosa (30%) é

representada, principalmente, por grãos de quartzo com contato poligonal e por alguns grãos pontuais

de mica branca (5%). As amostras de hematita compacta MCF-01 e MCF-03 são formadas por,

aproximadamente, de 95% de opacos, sendo a hematita o óxido predominante. A amostra MCF-01

apresenta cerca de 5% de magnetita e a amostra MCF-03 apresenta cerca de 15%. Essas amostras são

formadas, em sua maioria, por grãos granulares e anédricos de hematita. Já a amostra de hematita

compacta MCF-04 é formada por cerca de 80% de opacos sendo, aproximadamente, 55% hematita,

20% de magnetita e cerca de 5% de minerais alterados (oxidados), nessa amostra foi observado

também o processo de martitização. Os minerais translúcidos (20%) apresentam, predominantemente,

grãos euédricos de quartzo com contato poligonal. Nessa amostra têm-se ainda, um veio fino de

quartzo cortando a parte ferrosa, esse veio é formado, principalmente, por quartzo e por alguns grãos

pontuais de mica branca.

Mina Tamanduá

As duas amostras de hematita compacta coletadas da Mina Tamanduá são representadas por

MCF-05 e MCF-06, já a amostra de itabirito é representada por MCF-07. A amostra MCF-05

apresenta cerca de 85% de opacos, sendo formado, principalmente, por grãos lamelares de hematita e

por cerca de 10% de magnetita. Nos minerais translúcidos (15%), predominam grãos euédricos de

quartzo com contato poligonal. Há um veio de material silicoso, com cerca de 30 mm de espessura,

cortando a parte rica em ferro. A amostra MCF-06 apresenta cerca de 98% de opacos, sendo

representada, principalmente, por grãos lamelares de hematita e por vestígios de magnetita (2%). A

amostra de itabirito, MCF-07, possui cerca de 40% de minerais opacos, em que se predominam grãos

lamelares e inequigranulares de hematita. Foi observado também, que nessa amostra há vestígios de

magnetita (2%) e martita (3%). Os minerais translúcidos (60%) são representados, principalmente, por

grãos inequigranulares de quartzo e alguns grãos pontuais de mica branca (5%).


64

Mina Almas

A Mina Almas é representada pela amostra de itabirito (MCF-08) e pela amostra de hematita

compacta (MCF-09), que foi coletada em um dique. A amostra de itabirito, MCF-08, possui cerca de

45% de minerais opacos, representados, principalmente, por grãos finos e inequigranulares de

hematita lamelar. Já nos minerais translúcidos (55%) predominam grãos equigranulares de quartzo

com contato, predominantemente, poligonal e alguns grãos pontuais de mica branca (2%). A amostra

de hematita compacta, MCF-09, apresenta uma coloração avermelhada, certamente, devido a

processos de alteração (oxidação). Essa amostra apresenta cerca de 90% de opacos, em que há

predominância de grãos finos de hematita lamelar, apresenta cerca de 15% de magnetita e, também é

evidenciado o processo de martitização. Nos minerais translúcidos (10%) predominam grãos

grosseiros (diâmetro dos cristais >5 mm) de quartzo com contato, predominantemente, poligonal.

Com o objetivo de apresentar algumas características das amostras do Complexo Fazendão,

são apresentadas algumas microfotografias na Figura 4.4.

Figura 4.4: Microfotografias do Complexo Fazendão. A) grão de hematita incluso no material silicoso

(amostra MFC-03, 50 μm); B) grão de hematita formado dentro de um veio de quartzo (amostra MCF-05,

50 μm); C) processo de martitização (amostra MCF-04, 0,5 μm); D) ao lado direito da imagem é mostrado grãos

de magnetita e também é observado o processo de martitização (amostra MCF-04, 50 μm).

4.3- AMOSTRAS DO COMPLEXO ITABIRA

As amostras do Complexo Itabira (Minas Conceição e Periquito) também foram todas

coletadas na parte superficial das minas. Na Figura 4.5 é apresentado um mosaico de fotografias

representando os locais de onde as amostras foram retiradas.

A

D C

B

50 μm 50 μm

50 μm 0,5 μm


65

Figura 4.5: Fotografias representando os locais das coletas das amostras do Complexo Itabira. A) amostras

MC-03 (itabirito) e MC-04 (hematita compacta); B) amostras MC-05 (itabirito) e MC-06 (hematita compacta);

C) amostras MC-07 (itabirito) e MC-08 (hematita compacta e D) amostras MC-09 (itabirito) e MC-10 (hematita

compacta), em destaque no retângulo branco a amostra de hematita compacta.

As amostras de hematita compacta do Complexo Itabira apresentam elevado teor em ferro,

principalmente, na forma de hematita lamelar. De acordo com as análises microscópicas realizadas, os

teores de opacos variam entre 90 e 98%, sendo a hematita o óxido predominante. Foi observada

também a presença de magnetita e martita em algumas amostras. Para cada amostra de hematita

compacta dessa região coletou-se também a amostra de itabirito mais próxima.

Mina Conceição

A Mina Conceição é representada por uma amostra de hematita compacta (MC-01) e por uma

amostra de itabirito (MC-02). A mineralogia da amostra de hematita compacta é bastante simples,

sendo formada por cerca de 90% de opacos, em que a hematita apresenta-se como o óxido

predominante, têm-se, principalmente, grãos finos de hematita lamelar. Os minerais translúcidos

(10%) apresentam-se na forma de grãos inequigranulares de quartzo. Já a amostra de itabirito, MC-02,

é constituída por cerca de 40% de opacos, em que se predominam grãos inequigranulares de hematita

lamelar. Nessa amostra foi observado também, vestígios de magnetita (2%) e a presença do processo

de martitização (3%). Os minerais translúcidos (60%) são formados, principalmente, pela presença de


66

grãos grosseiros e equigranulares de quartzo, com, aproximadamente, 12 mm de espessura, o contato

desses grãos é, predominantemente, poligonal.

Mina Periquito

A Mina Periquito é representada pelas amostras MC-03 a MC-10, em que as amostras MC-04,

MC-06, MC-08 e MC-10 representam as amostras de hematita compacta e as amostras MC-03,

MC-05, MC-07 e MC-09 representam as amostras de itabirito coletado próximos as amostras de

hematita compacta.

As amostras de hematita compacta apresentam composição mineralógica semelhante, em que

os teores de minerais opacos variam de 95 a 98%. As amostras MC-04 e MC-06 apresentam cerca de

98% e 95% de opacos (a hematita é o óxido predominante) respectivamente, em que se prevalece a

ocorrência de grãos equigranulares de hematita lamelar. Já a amostra MC-06 apresenta cerca de 5% de

minerais translúcidos, representada, principalmente, por grãos equigranulares de quartzo. As amostras

MC-08 e MC-10 apresentam cerca de 98% de opacos, sendo encontrado, principalmente, grãos

inequigranulares de hematita lamelar. Foi observada também, a presença de vestígios de magnetita

(2%) e martita (5%) em ambas as amostras.

As amostras de itabirito da Mina Periquito apresentam-se com teores de opacos variando entre

45 e 60% e as quantidades de minerais translúcidos variando entre 40 e 55%. As amostras de itabirito

MC-03 e MC-05 apresentam, aproximadamente, 45% de opacos, em que se predominam grãos

lamelares de hematita. Os minerais translúcidos (55%) são representados, principalmente, por grãos

grosseiros de quartzo com contato, predominantemente, poligonal. A amostra de itabirito MC-07

apresenta cerca de 45% de minerais opacos, em que se predominam grãos equigranulares de hematita

lamelar (35%), cerca de 5% de magnetita e 5% pelo processo oxidativo de martitização. Na parte dos

translúcidos (55%) têm-se, predominantemente, a presença de grãos equigranulares e anédricos de

quartzo que se apresentam, principalmente, com contato poligonal. Foram observados também, alguns

grãos pontuais de clorita (2%), conforme apresentado na Figura 4.6.

Figura 4.6: Microfotografia retirada em luz transmitida da amostra de itabirito MC-07, com destaque para os

grãos de clorita inseridos na parte silicosa, (100 μm).

100

μm

Clorita

Clorita


67

Com o objetivo de se caracterizar as amostras do Complexo Itabira são apresentadas algumas

microfotografias na Figura 4.7.

Figura 4.7: Microfotografias do Complexo Fazendão. A e B) grãos inequigranulares de hematita lamelar, em B

um veio de quartzo cortando a parte ferrosa (amostra MC-06 e MC-08, respectivamente, 100 μm); C e D) grãos

de magnetita e também é evidenciado o processo oxidativo de martitização (amostra MC-07, 100 μm).

C

A B

D

100

μm 100

μm

100

μm

100

μm


68

CAPÍTULO 5

ANÁLISES GEOQUÍMICAS

As análises geoquímicas são de extrema importância para ajudar a compreender como se deu o

processo de formação das FFB’s e das amostras de hematita compacta, bem como na busca da

compreensão de processos mineralizantes e supergênicos. No caso desse trabalho, especificamente,

têm-se a intenção de contribuir para o fortalecimento de um modelo genético para as amostras de

hematita compacta. Portanto, foram realizados análises com a intenção de verificar a composição

geoquímica de cada amostra, ou seja, foram determinados os elementos maiores, menores e traço,

inclusive os ETR’s + Y.

As análises geoquímicas para determinar os elementos maiores e menores foram realizadas em

ICP-OES e via úmida. Em algumas amostras de itabirito com elevado teor em sílica foram realizadas

análises via FRX que gera resultados com melhor exatidão quando comparados com os resultados

gerados pelo ICP-OES.

As análises geoquímicas para determinar os elementos-traços, inclusive os ETR’s + Y das

amostras foram realizadas em ICP-MS. Os limites de detecção e os limites de quantificação do

equipamento encontram-se no capítulo 1.

Em todas as amostras foram determinados os seguintes elementos-traços: Sc, V, Cr, Ni, Ga,

Rb, Zr, Nb, Mo, Sb, Cs, Ba, Hf, Pb, Th e U. Os ETR’s + Y correspondem aos seguintes elementos: La,

Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu e Y.

As anomalias de Ce foram calculadas de duas formas distintas: utilizando-se a equação

Ce/Ce* = Ce/(0,5Pr + 0,5La) (Bau & Dulski 1996 e Planavsky et al. 2010) e segundo Bolhar et al.

(2004) utilizando-se a equação Ce/Ce* = Ce /(2Pr - 1Nd). As anomalias de Eu foram calculadas pela

equação Eu/Eu* = Eu/(0,66Sm + 0,33Tb) (Bau & Dulski 1996 e Planavsky et al. 2010). As anomalias

de Pr foram calculadas pela seguinte equação Pr/Pr*= Pr/(0,5Ce + 0,5Nd) e as anomalias de La foram

calculadas pela equação La/La* = (3Pr - 2Nd) de acordo com Bolhar et al. (2004). As anomalias de Y

foram calculadas pela razão entre Y/Ho e a depleção de ETRL foram calculadas pela razão

(Pr/Yb)PAAS, de acordo com Bolhar et al. (2004). As razões (Sm/Yb)PAAS e (Eu/Sm)PAAS foram

calculadas de acordo com Bau & Moller (1993).


70

5.1- COMPLEXO ITABIRITO

O Complexo Itabirito é formado por três minas, são elas: Minas Galinheiro, do Pico e

Sapecado. A determinação da composição e dos teores dos elementos maiores, menores, traço,

inclusive os ETR’s + Y de cada mina são apresentados a seguir.

5.1.1- Mina Galinheiro

Determinação dos elementos maiores e menores

Conforme pode ser observado, na Tabela 5.1, as amostras de hematita compacta da Mina

Galinheiro (MP-01, MP-02, MP-04, MP-05 e MP-06) apresentam composição geoquímica bastante

homogênea, em que os teores de óxido de alumínio (Al2O3) variam entre 0,19-0,40%, os teores de

óxido de cálcio (CaO) são inferiores a 0,03%, os teores de óxido de magnésio (MgO) variam entre

0,005-0,012%, os teores de óxido de manganês IV (MnO2) apresentam-se entre 0,02-0,04%, a

concentração do pentóxido de difósforo (P2O5) apresenta-se entre 0,10-0,15%, os valores de óxido de

silício (SiO2) são menores do que 0,55% e os teores de óxido de titânio (TiO2) variam entre 0,01 e

0,03%. Os teores de óxido ferro II (FeO) variam entre 0,27-0,47%, já os teores de óxido de ferro III

(Fe2O3) encontram-se acima de 98% para as amostras de hematita compacta.

A amostra MP-03, em destaque na Tabela 5.1, é uma amostra de itabirito. Conforme pode ser

observado, essa amostra apresenta composição semelhante à hematita compacta para alguns

elementos, havendo obviamente uma mudança significativa nos teores de SiO2 (49,32%) e Fe2O3

(50,47%). Os valores de Al2O3, MnO2 e TiO2 da amostra de itabirito são inferiores aos teores das

amostras de hematita compacta e os valores de CaO, MgO e FeO são similares. Observa-se também,

que todas as amostras apresentam um baixo valor de PPC (<0,36%).

Tabela 5.1: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Galinheiro determinados via ICP-OES/FRX. O

Fe2O3, o FeO e o PPC foram determinados via úmida. A amostra de itabirito é destacada em cinza na Tabela.

(*) Valor determinado por FRX.

ICP-OES(%)

Amostras SiO2 Fe2O3 FeO Al2O3 P2O5 MnO2 CaO MgO TiO2 PPC Ʃ

MP-01 0,55* 98,86 0,27 0,40 0,13 0,03 <0,01 0,01 0,03 0,32 100,60

MP-02 <1,18 98,56 0,47 0,35 0,15 0,02 0,03 0,01 0,03 0,28 99,90

MP-03 49,32 50,47 0,34 0,13 0,12 0,01 <0,01 0,01 0,01 0,08 100,49

MP-04 <1,18 98,92 0,29 0,29 0,10 0,02 <0,01 0,01 0,03 0,27 99,93

MP-05 <1,18 98,91 0,30 0,25 0,12 0,04 0,02 0,01 0,02 0,17 99,84

MP-06 <1,18 98,97 0,37 0,19 0,11 0,02 0,03 0,01 0,02 0,36 100,08


71

Comportamento dos elementos-traços

As amostras de hematita compacta da Mina Galinheiro (Tabela 5.2), apresentam um somatório

de elementos-traços variando entre 62,40-150,38 ppm (média de 103,84 ppm), enquanto que a amostra

de itabirito coletada dessa mina, MP-03, possui um somatório igual a 64,12 ppm. A amostra de

itabirito analisada possui concentrações dos elementos-traços: Sc, V, Cr, Ga, Zr, Nb, Mo, Sb, Cs, Hf,

Pb, Th e U, inferiores as concentrações das amostras de hematita compacta. A concentração do

elemento-traço V na amostra de itabirito (MP-03) é 10,95 ppm enquanto que nas amostras de hematita

compacta os teores desse elemento variam de 25,67-38,68 ppm (exceto a amostra MP-01 com cerca de

70,62 ppm de V).

Todas as amostras de hematita compacta apresentam baixa concentração em

Sc (0,59-0,88 ppm), Hf (0,06-0,11 ppm) e Th (0,38-0,59 ppm) que são elementos-traços que indicam

contaminação clástica, a amostra de itabirito dessa mina apresenta concentrações ainda menores

nesses elementos quando comparada com as amostras de hematita compacta.

Tabela 5.2: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos elementos-traços das amostras da

Mina Galinheiro pertencente ao Complexo Itabirito. A amostra de itabirito é destacada em cinza na Tabela.

Amostras Sc V Cr Ni Ga Rb Zr Nb Mo Sb Cs Ba Hf Pb Th U Ʃ

MP-01 0,84 70,62 10,09 7,03 1,25 0,71 3,61 0,38 6,64 0,61 0,18 38,68 0,08 2,25 0,58 6,83 150,38

MP-02 0,76 37,09 5,66 5,91 1,04 0,99 3,82 0,35 2,21 0,69 0,22 62,34 0,09 1,89 0,59 3,90 127,55

MP-03 0,13 10,95 2,10 6,60 0,31 0,60 0,79 0,01 0,35 0,24 0,10 39,11 0,01 1,60 0,04 1,17 64,12

MP-04 0,88 38,68 5,12 5,43 0,89 0,03 4,19 0,45 2,21 0,73 0,04 22,21 0,11 2,01 0,38 4,72 88,09

MP-05 0,67 35,64 5,46 6,49 1,07 0,36 3,09 0,25 2,21 0,67 0,11 28,00 0,06 2,49 0,38 3,83 90,79

MP-06 0,59 25,67 2,56 5,44 0,91 0,14 2,69 0,28 2,09 0,63 0,07 15,70 0,06 2,93 0,47 2,18 62,40

Comportamento dos ETR’s + Y

As concentrações dos ETR’s + Y presentes nas amostras da Mina Galinheiro encontram-se na

Tabela 5.3. O somatório de ETR’s + Y para as amostras de hematita compacta variam de

15,68-24,95 ppm (média 17,91 ppm). A amostra de itabirito coletada dessa mina, MP-03, apresenta

um somatório de ETR’s + Y igual a 4,53 ppm.


72

Tabela 5.3: Composição geoquímica, concentrações em ppm, dos ETR’s + Y das amostras da Mina Galinheiro

pertencente ao Complexo Itabirito. A amostra de itabirito é destacada em cinza na Tabela.

Amostras La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Y Er Tm Yb Lu Ʃ

MP-01 2,61 4,76 0,66 3,12 0,71 0,30 1,02 0,18 1,23 0,27 8,25 0,82 0,12 0,77 0,13 24,95

MP-02 1,38 2,68 0,35 1,86 0,49 0,20 0,69 0,12 0,80 0,18 5,65 0,56 0,08 0,54 0,09 15,68

MP-03 0,45 0,84 0,09 0,44 0,12 0,04 0,20 0,04 0,30 0,06 1,45 0,20 0,03 0,22 0,04 4,53

MP-04 2,26 4,12 0,51 2,49 0,54 0,21 0,75 0,12 0,79 0,19 5,68 0,58 0,09 0,60 0,10 19,02

MP-05 1,72 3,01 0,39 1,93 0,44 0,18 0,62 0,11 0,77 0,20 6,64 0,67 0,10 0,69 0,13 17,59

MP-06 1,29 2,17 0,29 1,44 0,35 0,14 0,50 0,08 0,57 0,13 4,34 0,44 0,07 0,42 0,07 12,31

De acordo com os gráficos apresentados na Figura 5.1, pode-se observar que todas as amostras

da Mina Galinheiro apresentam anomalias positivas de Eu. Nota-se também que há, em todas as

amostras, um enriquecimento dos ETRP em relação aos ETRL. Todas as amostras de hematita

compacta da Mina Galinheiro apresentam leve anomalia positiva de Y.

Figura 5.1: Perfis dos ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito da Mina

Galinheiro pertencente ao Complexo Itabirito, com valores normalizados pelo PAAS (McLennan 1989).

5.1.2- Mina do Pico


Conforme pode ser observado, na Tabela 5.4, as amostras de hematita compacta da Mina do

Pico (MP-08, MP-09, MP-10, MP-11, MP-12 e MP-13) apresentam composição química bastante

-itab


73

semelhante, em que os teores de Al2O3 variam entre 0,03-0,13%, os teores de CaO são inferiores a

0,07%, os valores de MgO são inferiores a 0,01%, os teores de MnO2 apresentam-se inferiores a

0,04%, a concentração de P2O5 varia entre 0,08-0,66%, os valores de SiO2 são menores do que o LQ

do ICP-OES (<1,18%) e o TiO2 varia entre 0,01 e 0,02%. O FeO apresenta-se com teores entre

0,12-0,36%. A amostra MP-12 apresenta-se com um valor relativamente elevado de FeO (0,92%)

quando se compara com as outras amostras. Já os valores de Fe2O3 encontram-se acima de 99,24%

para as amostras de hematita compacta.

As amostras de itabirito da Mina do Pico (MP-07, MP-14, MP-15 e MP-16) apresentam

composição química bastante semelhante para boa parte dos elementos químicos analisados. A

amostra MP-07 apresenta um valor relativamente elevado de Al2O3 (0,42%) quando se compara às

outras amostras de itabirito (0,06-0,12%). A amostra MP-14 apresenta um valor considerável para

CaO (0,30%), visto que as outras amostras apresentam teores inferior a 0,08%. Os valores de SiO2

variam entre 45,81-57,36%, já os teores de Fe2O3 estão variando entre 41,76-53,59%. Observa-se

também, que todas as amostras apresentam valores de PPC abaixo de 0,40%.

Tabela 5.4: Elementos maiores e menores das amostras da Mina do Pico determinados via ICP-OES/FRX. O

Fe2O3, o FeO e o PPC foram determinados via úmida. As amostras de itabirito são destacadas em cinza na

Tabela. (*) Valor determinado por FRX.

ICP-OES(%)


MP-07 54,64 45,17 0,21 0,42 <0,018 0,03 <0,012 <0,003 0,01 0,22 100,70

MP-08 <1,18 99,58 0,12 0,13 0,08 <0,003 <0,012 0,003 0,02 0,40 100,33

MP-09 <1,18 99,48 0,18 0,06 0,09 0,01 <0,012 0,005 0,01 0,20 100,03

MP-10 0,15* 99,80 0,13 0,03 <0,018 0,01 <0,012 <0,003 0,01 0,24 100,37

MP-11 <1,18 99,46 0,36 0,11 0,09 0,01 0,02 0,004 0,01 0,19 100,25

MP-12 <1,18 99,24 0,92 0,04 <0,018 0,04 <0,012 0,004 0,01 0,19 100,44

MP-13 <1,18 99,84 0,15 0,04 <0,018 0,01 0,07 0,01 0,01 0,23 100,36

MP-14 57,36 41,76 0,29 0,06 0,66 0,01 0,35 0,01 0,01 0,15 100,66

MP-15 50,15 48,97 0,20 0,13 0,25 <0,003 0,08 0,02 0,02 0,31 100,13

MP-16 45,81 53,59 0,29 0,12 0,11 0,01 <0,012 0,03 0,02 0,33 100,31


A concentração dos elementos-traços das amostras de hematita compacta da Mina do Pico

(Tabela 5.5) possui um somatório variando entre 21,19-120,01 ppm (média 54,48 ppm) enquanto que

para as amostras de itabirito o somatório varia de 22,55-47,42 (média 33,83 ppm). Todas as amostras

de hematita compacta apresentam baixa concentração em Sc (0,08-0,83 ppm), Hf (0,01-0,07 ppm) e


74

Th (0,02-0,17 ppm). A amostra de itabirito dessa mina também apresentam concentrações baixas

nesses elementos-traços.

Tabela 5.5: Composição geoquímica dos elementos-traços, com as concentrações em ppm, das amostras da

Mina do Pico pertencente ao Complexo Itabirito. As amostras de itabirito são destacadas em cinza na Tabela.


MP-07 0,04 1,00 7,88 2,53 0,16 0,21 0,26 0,06 0,70 0,24 0,01 7,87 0,01 0,72 0,01 0,82 22,55

MP-08 0,83 5,72 3,28 2,87 0,47 0,05 3,10 0,24 0,22 0,35 0,03 5,20 0,07 0,31 0,20 0,57 23,55

MP-09 0,48 20,62 4,29 4,53 0,37 <LQ 1,53 0,21 1,34 0,67 0,01 23,90 0,02 0,92 0,08 3,69 62,65

MP-10 0,08 7,92 4,08 0,79 0,15 <LQ 1,20 0,11 1,02 0,53 0,01 3,19 0,02 0,23 0,02 1,83 21,19

MP-11 0,40 92,61 5,80 6,72 0,36 0,05 2,40 0,25 1,88 0,54 0,01 2,90 0,05 1,95 0,17 3,95 120,01

MP-12 0,20 15,09 24,56 4,75 0,20 0,01 1,41 0,20 1,02 0,68 0,01 5,71 0,02 0,79 0,06 2,65 57,35

MP-13 0,15 23,07 6,29 1,23 0,18 0,01 1,02 0,14 0,89 0,56 0,00 5,99 0,01 0,17 0,02 2,41 42,15

MP-14 0,13 3,12 10,93 3,77 0,13 0,23 0,44 0,09 0,31 0,32 0,02 12,80 0,01 0,40 0,03 1,45 34,15

MP-15 0,38 3,84 5,29 5,58 0,18 1,02 2,94 0,09 0,75 0,37 0,08 25,23 0,08 0,47 0,22 0,89 47,42

MP-16 0,23 3,36 4,08 5,15 0,21 0,31 1,29 0,03 0,26 0,33 0,02 13,83 0,04 0,44 0,12 1,50 31,19


As concentrações dos ETR’s + Y presentes nas amostras da Mina do Pico encontram-se na

Tabela 5.6. O somatório de ETR’s + Y das amostras de hematita compacta variam de 3,00-9,28 ppm

(média 5,53 ppm). Já as amostras de itabirito apresentam um somatório variando entre 0,99-5,96 ppm

(média 3,66 ppm).

Tabela 5.6: Composição geoquímica, concentrações em ppm, dos ETR’s + Y das amostras da Mina do Pico

pertencente ao Complexo Itabirito. As amostras de itabirito são destacadas em cinza na Tabela.


MP-07 0,11 0,17 0,01 0,07 0,02 0,01 0,02 0,00 0,04 0,01 0,41 0,04 0,01 0,06 0,01 0,99

MP-08 1,24 3,16 0,48 2,23 0,39 0,08 0,22 0,03 0,15 0,03 0,96 0,11 0,02 0,15 0,03 9,28

MP-09 1,11 1,48 0,20 0,90 0,19 0,06 0,22 0,03 0,27 0,07 1,71 0,18 0,02 0,14 0,03 6,60

MP-10 0,48 0,77 0,07 0,34 0,08 0,03 0,09 0,02 0,10 0,02 0,79 0,08 0,01 0,09 0,02 3,00

MP-11 1,03 1,48 0,20 0,94 0,21 0,07 0,23 0,03 0,21 0,04 1,27 0,13 0,02 0,14 0,02 6,05

MP-12 0,77 1,06 0,14 0,67 0,13 0,05 0,17 0,03 0,18 0,04 1,43 0,13 0,02 0,14 0,03 4,99

MP-13 0,40 0,51 0,07 0,40 0,09 0,04 0,14 0,02 0,16 0,03 1,13 0,11 0,02 0,12 0,02 3,26

MP-14 0,59 0,96 0,13 0,64 0,15 0,07 0,21 0,03 0,23 0,06 2,48 0,19 0,03 0,17 0,03 5,96

MP-15 0,59 0,96 0,13 0,66 0,14 0,05 0,18 0,03 0,19 0,05 1,59 0,16 0,03 0,21 0,04 5,01

MP-16 0,31 0,58 0,07 0,37 0,08 0,03 0,10 0,01 0,10 0,03 0,77 0,09 0,01 0,10 0,02 2,67


75


da Mina do Pico apresentam anomalias positivas de Eu. Nota-se também que há um enriquecimento

dos ETRP em relação aos ETRL, exceto na amostra de hematita compacta, MP-08, em que se tem um

enriquecimento dos ETRL em relação aos ETRP. A maioria das amostras de hematita compacta e das

amostras de itabirito apresenta leve anomalia positiva de Y.

Figura 5.2: Perfis dos ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito da Mina do

Pico pertencente ao Complexo Itabirito, com valores normalizados pelo PAAS (McLennan 1989).


76

5.1.3- Mina Sapecado


Analisando as amostras de hematita compacta (MP-17 e MP-18), na Tabela 5.7, da Mina

Sapecado observa-se que a concentração de Al2O3 é igual a 0,49 e 0,17% respectivamente. Os teores

de CaO são inferiores a 0,04%, a concentração de MgO é inferior a 0,03%, os teores de MnO2 são

inferiores a 0,03%, os teores de P2O5 são menores do que 0,13%, os teores de SiO2 são inferiores ao

LQ do equipamento e os teores de TiO2 variam entre 0,010-0,012%. Conforme pode ser observado na

Tabela 5.7, a amostra MP-17 apresenta 0,15% de FeO enquanto a MP-18 apresenta 0,78% de FeO,

ambas as amostras possuem teores de Fe2O3 superiores a 98%.

Observando a composição química das amostras de itabirito (MP-19 e MP-20) nota-se que

ambas as amostras apresentam composição química bastante semelhante. Os teores de SiO2 são iguais

a 38,49 e 40,75%, os teores de FeO são iguais a 0,21e 0,33% e os teores de Fe2O3 são iguais a 58,20 e

61,13%, respectivamente. Observa-se que os teores de Al2O3 das amostras de hematita compacta são

superiores aos valores das amostras de itabirito. Todas as amostras apresentam PPC inferiores a

0,52%.

Tabela 5.7: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Sapecado determinados via ICP-OES/FRX. O


Tabela.

ICP-OES%)


MP-17 <1,18 98,64 0,15 0,49 <0,018 0,01 <0,012 <0,003 0,012 0,52 99,82

MP-18 <1,18 98,51 0,78 0,17 0,13 0,03 0,04 0,03 0,010 0,16 99,86

MP-19 38,49 61,13 0,21 0,03 0,09 0,01 <0,012 0,01 0,011 0,34 100,32

MP-20 40,75 58,20 0,33 0,04 0,08 0,03 <0,012 0,005 0,011 0,37 99,82


A concentração dos elementos-traços das amostras da Mina Sapecado encontra-se na Tabela

5.8. As amostras de hematita compacta possuem um somatório de elementos-traços variando entre

58,75-66,90 ppm (média 62,82 ppm) enquanto que as amostras de itabirito possuem um somatório

que varia entre 16,09-20,57 ppm (média 36,66 ppm). As amostras de itabirito analisadas possuem

concentrações dos elementos-traços: Sc, V, Cr, Ni, Ga, Zr, Nb, Mo, Sb, Hf, Pb e Th, inferiores aos

valores das concentrações das amostras de hematita compacta. As duas amostras de hematita compacta

coletada dessa mina apresentam baixa concentração em Sc (0,27 e 0,19 ppm), Hf (0,04-0,03 ppm) e


77

Th (0,11-0,09 ppm), as duas amostras de itabirito dessa mina também apresentam baixas

concentrações nesses elementos.

O teor médio do elemento-traço V nas amostras de itabirito é 2,17 ppm enquanto que nas

amostras de hematita compacta o teor médio desse elemento é 14,51 ppm.

Tabela 5.8: Composição geoquímica dos elementos-traços, com as concentrações em ppm, das amostras da

Mina Sapecado pertencente ao Complexo Itabirito. As amostras de itabirito são destacadas em cinza na Tabela.


MP-17 0,27 18,07 9,96 9,46 0,90 <LQ 1,95 0,17 0,70 1,17 0,01 9,26 0,04 3,33 0,11 3,37 58,75

MP-18 0,19 10,95 3,39 33,04 0,66 <LQ 1,64 0,17 2,56 1,35 0,01 5,88 0,03 2,29 0,09 4,66 66,90

MP-19 0,11 2,92 0,70 3,39 0,15 0,01 0,72 0,05 0,53 0,25 0,01 1,00 0,01 0,70 0,01 9,41 20,57

MP-20 0,12 1,42 0,58 2,53 0,14 0,09 1,13 0,05 0,27 0,10 0,04 6,10 0,01 <LQ 0,03 3,49 16,09


As concentrações dos ETR’s + Y presentes nas amostras da Mina Sapecado encontram-se na

Tabela 5.9. O somatório de ETR’s + Y das amostras de hematita compacta (MP-17 e MP-18) são

iguais a 48,19 e 10,91 ppm, respectivamente. As amostras de itabirito, MP-19 e MP-20, apresentam

um somatório de ETR’s + Y igual a 1,75 e 2,43 ppm, respectivamente. Todos os ETR’s + Y das

amostras de itabirito apresentam-se com concentrações inferiores, quando comparados, às amostras de

hematita compacta. Foi observado também, que a amostra MP-17 apresenta valores de ETR’s + Y

superiores quando comparado com as outras amostras dessa mina.

Tabela 5.9: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos ETR’s + Y das amostras da Mina

Sapecado pertencente ao Complexo Itabirito. As amostras de itabirito são destacadas em cinza na Tabela.


MP-17 7,20 16,77 2,37 10,77 2,06 0,55 1,82 0,24 1,25 0,20 4,12 0,47 0,05 0,26 0,04 48,19

MP-18 1,67 3,03 0,39 1,71 0,35 0,11 0,38 0,06 0,34 0,07 2,37 0,21 0,03 0,17 0,03 10,91

MP-19 0,18 0,28 0,03 0,13 0,03 0,01 0,05 0,01 0,07 0,02 0,75 0,07 0,01 0,09 0,02 1,75

MP-20 0,16 0,31 0,03 0,17 0,05 0,02 0,07 0,01 0,12 0,03 1,12 0,12 0,02 0,16 0,03 2,43


da Mina Sapecado apresentam anomalias positivas de Eu. As amostras apresentam comportamentos

distintos, em que na amostra de hematita compacta MP-17 é evidenciado um enriquecimento dos

ETRL em relação aos ETRP. Na amostra de hematita compacta MP-18 não há muita diferença entre as

concentrações dos ETRL e ETRP, gerando um padrão horizontalizado. Já nas amostras de itabirito


78

dessa mina há um enriquecimento dos ETRP em relação aos ETRL. Observam-se anomalias positivas

de Y para a maioria das amostras.

Figura 5.3: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina Sapecado pertencente ao Complexo Itabirito, com

valores normalizados pelo PAAS (McLennan 1989).

5.1.4- Comparação das Análises Geoquímicas do Complexo Itabirito

Elementos maiores e menores

Observando todas as amostras do Complexo Itabirito percebe-se que as amostras de hematita

compacta possuem grande semelhança geoquímica, assim como as amostras de itabirito, quando se

analisam os elementos maiores e menores. A principal diferença entre as amostras de hematita

compacta e as amostras de itabirito está obviamente nos teores de ferro e sílica, em que a hematita

compacta apresenta uma concentração muito baixa de silício.

Os teores de Fe2O3 das amostras de hematita compacta do Complexo itabirito variam entre

98,51-99,84%. Sendo as amostras de maior teor em Fe2O3 representadas pelas amostras da Mina do

Pico, conforme pode ser observado na Figura 5.4. Já os teores de Fe2O3 para as amostras de itabirito

variam entre 45-62%. No gráfico apresentado na Figura 5.5 é observado que todas as amostras

apresentam valores de FeO inferiores a 1,0%. Esse fato pode ser justificado pelos baixos teores de

magnetita encontrados nas amostras.


79

Figura 5.4: Teores de Fe2O3 das amostras das minas do Complexo Itabirito.

Figura 5. 5: Teores de FeO das amostras das minas do Complexo Itabirito.

Com a intenção de comparar as concentrações dos elementos maiores e menores das amostras

do Complexo Itabirito foi calculada a média das concentrações das amostras de hematita compacta e

das amostras de itabirito (Figura 5.6). É observado que as amostras de hematita compacta são

constituídas essencialmente por Fe2O3 e as amostras de itabirito por Fe2O3 e SiO2. Os outros elementos

apresentam teores menores do que 1,0%.

Figura 5.6: Teores dos elementos maiores e menores das amostras das minas do Complexo Itabirito.


80

Elementos-traços

Observando-se a composição dos elementos-traços das amostras de hematita compacta das

minas do Complexo Itabirito verificou-se que as amostras de hematita compacta apresentam, em

média, um somatório de elementos-traços igual a: 103,84, 54,48 e 62,82 ppm para as amostras da

Mina Galinheiro, Mina do Pico e da Mina Sapecado, respectivamente. As amostras de itabirito

apresentam, em média, um somatório igual a: 64,12, 33,83 e 36,66 ppm para as amostras da Mina

Galinheiro, Mina do Pico e da Mina Sapecado, respectivamente.

As amostras de hematita compacta possuem maiores concentrações de elementos-traços

quando comparado com as amostras de itabirito. Com a intenção de comparar as concentrações dos

elementos-traços das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito do Complexo Itabirito

é apresentada a Figura 5.7.

Figura 5.7: Gráfico representando a concentração média, em ppm, dos elementos-traços das amostras de

hematita compacta e das amostras de itabirito do Complexo Itabirito.

A amostra de itabirito da Mina Galinheiro (MP-03) apresenta um teor de SiO2 igual a 49,32%.

Fazendo um balanço de massa, ou seja, desconsiderando o teor de sílica dessa amostra e considerando

o teor de ferro total igual a 100% o teor de V seria 21,70 ppm. Já as amostras de itabirito da Mina

Sapecado possuem um valor médio de SiO2 igual a 39,62%, considerando o mesmo raciocínio anterior

o teor de V seria 3,63 ppm.

ETR’s + Y

Analisando-se as composições dos ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das

amostras de itabirito do Complexo Itabirito verificou-se que o somatório médio desses elementos

foram iguais a 17,91 ppm e 5,53 ppm para as amostras de hematita compacta da Mina Galinheiro e

Mina do Pico, respectivamente. Já a Mina Sapecado apresenta uma amostra de hematita compacta com


81

concentração de 10,91 ppm e uma outra (MP-17) com concentração de 48,19 ppm para os ETR’s + Y

analisados. Todas as amostras de itabirito analisadas, de cada mina desse complexo, apresentam

somatório de ETR’s + Y inferiores a 5,0 ppm.

A amostra de itabirito da Mina Galinheiro (MP-03) possui 49,32% de material SiO2. Fazendo

um balanço de massa, ou seja, desconsiderando o teor de sílica dessa amostra e considerando 100% de

ferro total o teor de ETR’s + Y seria 8,98 ppm. Já as amostras de itabirito da Mina Sapecado possuem

um valor médio de SiO2 igual a 51,99%, usando o mesmo raciocínio o teor de ETR’s + Y seria 7,72

ppm.

As anomalias calculadas, referentes ao Complexo Itabirito, encontram-se na Tabela 5.10. Na

Figura 5.8 é apresentado um gráfico contendo os espectros de elementos terras raras de todas as

amostras, onde podem ser comparadas as concentrações dos ETR’s + Y das amostras de hematita

compacta e das amostras de itabirito do Complexo Itabirito.

Tabela 5.10: Razões e anomalias de alguns ETR’ + Y para as amostras do Complexo Itabirito. As amostras de

itabirito são destacadas em cinza na Tabela.

Amostras (Ce/Ce*)1 (Ce/Ce*)

2 (La/La*) (Eu/Eu*)

(Pr/Pr*) (Sm/Yb)

(Eu/Sm) Y/Ho (Pr/Yb)

MP-01 0,84 1,06 1,76 1,73 0,98 0,47 2,18 30,54 0,27

MP-02 0,89 1,35 3,56 1,69 0,90 0,47 2,06 31,42 0,21

MP-03 0,96 1,42 2,56 1,26 0,87 0,28 1,85 24,22 0,13

MP-04 0,88 1,22 2,19 1,68 0,93 0,45 1,98 29,90 0,27

MP-05 0,84 1,17 2,27 1,66 0,94 0,32 2,05 33,19 0,18

MP-06 0,81 1,14 2,32 1,73 0,95 0,43 2,11 33,39 0,23

MP-07 0,97 2,49 10,87 1,92 0,69 0,14 2,47 40,55 0,07

MP-08 0,92 0,93 1,04 1,31 1,03 1,35 1,08 32,12 1,05

MP-09 0,73 1,04 2,13 1,52 0,99 0,67 1,63 24,43 0,43

MP-10 0,94 1,68 3,48 1,66 0,80 0,45 1,84 39,50 0,25

MP-11 0,75 1,11 2,41 1,61 0,96 0,76 1,67 31,68 0,44

MP-12 0,73 1,05 2,19 1,66 0,98 0,47 1,89 35,87 0,32

MP-13 0,68 1,29 6,77 1,78 0,92 0,37 2,26 37,61 0,20

MP-14 0,80 1,16 2,49 2,02 0,95 0,44 2,39 41,26 0,24

MP-15 0,79 1,10 2,31 1,57 0,96 0,33 1,79 31,73 0,20

MP-16 0,89 1,28 2,62 1,83 0,91 0,42 2,00 25,56 0,24

MP-17 0,92 0,96 1,11 1,47 1,02 4,03 1,38 20,60 2,92

MP-18 0,87 1,03 1,45 1,51 0,99 1,08 1,56 33,82 0,74

MP-19 0,89 1,49 2,95 1,76 0,84 0,15 2,39 37,48 0,09

MP-20 0,98 1,76 5,59 1,68 0,81 0,16 2,30 37,26 0,06

1 = calculado de acordo com Bau & Dulski (1996) e 2 = calculado segundo Bolhar et al. (2004).


82

Figura 5.8: Comparação entre os ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito do

Complexo Itabirito, com valores normalizados pelo PAAS (McLennan 1989).

Pode-se observar que todas as amostras do Complexo Itabirito apresentam anomalias positivas

de Eu e a maioria das amostras apresentam anomalias positivas de Y. É observado também que há

uma predominância do enriquecimento dos ETRP em relação aos ETRL. As amostras de hematita

compacta MP-08 e MP-17 pertencente à Mina do Pico e a Mina Sapecado, respectivamente, não foram

incluídas no gráfico da Figura 5.8, pois essas amostras apresentam comportamento inverso, ou seja,

enriquecimento dos ETRL em relação aos ETRP.

Utilizando o cálculo das anomalias de Eu e Ce (Bau & Dulski 1996 e Planavsky et al. 2010)

observou-se que todas as amostras do Complexo Itabirito analisadas possuem anomalias positivas de

Eu e anomalias negativas de Ce. Todas as amostras desse complexo possuem a combinação das razões

(Ce/Ce*) < 1 e (Pr/Pr*) ≈ 1 o que indica anomalias positivas de Lantânio (La), segundo Bau & Dulski

(1996). Para verificação das anomalias de La e Ce, foi construído o diagrama proposto por esses

mesmos autores, apresentado na Figura 5.9.


83

Figura 5.9: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Itabirito, segundo Bau & Dulski

(1996). I) Sem anomalias de Ce e La; IIa) Anomalias positivas de La apenas; IIb) Anomalias negativas de La

apenas; IIIa) Anomalias positivas de Ce apenas; IIIb) Anomalias negativas de Ce.

De acordo com o diagrama da Figura 5.9, as amostras de hematita compacta MP-01 (Mina

Galinheiro), MP-08, MP-09, MP-11 e MP-12 e a amostra de itabirito MP-15 (Mina do Pico) e as

amostras de hematita compacta MP-17 e MP18 (Mina Sapecado) apresentam apenas anomalias

positiva de La. Ainda com o objetivo de verificar as anomalias de Ce e La, calculou-se as anomalias

de Ce de acordo com a equação proposta por Bolhar et al. (2004) e modificou-se o diagrama proposto

por Bau & Dulski (1996), apresentado na Figura 5.10.

Figura 5.10: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Itabirito, modificado de Bau &

Dulski (1996). I) Sem anomalias de Ce e La; IIa) Anomalias positivas de La apenas; IIb) Anomalias negativas de

La apenas; IIIa) Anomalias positivas de Ce apenas; IIIb) Anomalias negativas de Ce.

IIIa IIb

IIIa IIb

I

IIa IIIb

I

IIa IIIb


84

Analisando o gráfico da Figura 5.10 nota-se que a maioria das amostras do Complexo Itabirito

apresentam anomalias positivas de Ce apenas, duas amostras apresentam anomalias negativas de La

apenas e algumas amostras não apresentam nem anomalias de Ce nem anomalias de La.

De acordo com Bau & Moller (1993), a grande maioria das amostras estudadas do Complexo

Itabirito, possuem (Eu/Sm) >1 e (Sm/Yb) <1, conforme pode ser observado na Tabela 5.10, indicando

que as amostras não possuem contaminação clástica. As exceções foram apenas três amostras (MP-08,

MP-17 e MP-18 amostras de hematita compacta da Mina do Pico e Mina Sapecado, respectivamente)

que possuem a razão (Sm/Yb) >1.

Segundo Bolhar et al. (2004) razões Y/Ho >26 indicam anomalias positivas de Y e razões

Y/Ho <26 indicam anomalias negativas de Y. De acordo com Rios et al. (2012) as amostras com

razões Y/Ho <30 possuem alguma influência de águas continentais no período de deposição dessas

rochas. Portanto, de acordo com a Tabela 5.10, a amostra de itabirito MP-03 pertencente à Mina

Galinheiro, as amostras de hematita compacta MP-09 e MP-16 (Mina do Pico) e a amostra de hematita

compacta MP-17 (Mina Sapecado) apresentam razões Y/Ho menores do que 26, indicando assim

anomalias negativas em Y. As demais amostras apresentam anomalias positivas de Y. De forma geral,

a média das razões Y/Ho para as amostras de hematita compacta do Complexo Itabirito é igual a 31,15

e para as amostras de itabirito desse mesmo complexo a média das razões Y/Ho é igual a 34,00.

A razão entre (Pr/Yb)PAAS >1 (Bolhar et al. 2004) indica enriquecimento dos ETRL em relação

aos ETRP, os resultados encontram-se na Tabela 5.10. As amostras do Complexo Itabirito que

apresentam (Pr/Yb)PAAS >1 são apenas as amostras de hematita compacta MP-08 (Mina do Pico) e

MP-17 (Mina Sapecado), conforme pode ser observado no gráfico da Figura 5.11. Portanto a maioria

das amostras desse complexo apresentam (Pr/Yb)PAAS <1, indicando então um enriquecimento dos

ETRP em relação aos ETRL. Na Figura 5.12 é apresentado um gráfico relacionando o somatório

médio de ETR’s + Y com a razão (Pr/Yb)PAAS.


85

Figura 5. 11: Eu/Eu* versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do Complexo Itabirito.

Figura 5.12: Somatório de ETR’s + Y versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do Complexo Itabirito.

5.2- COMPLEXO FAZENDÃO

O Complexo Fazendão é formado por três minas, são elas: Minas São Luiz, Tamanduá e

Almas. A composição e os teores dos elementos maiores, menores, traço, inclusive os ETR’s + Y das

amostras de cada mina são apresentados a seguir.

MP-08 MP-17

MP-17

MP-08


86

5.2.1- Mina São Luiz


A composição química dos elementos maiores e menores das amostras de hematita compacta

da Mina São Luiz (MCF-01, MCF-03 e MCF-04) é apresentada na Tabela 5.11. Observa-se que a

concentração de Al2O3 varia entre 0,30-1,57%, os teores de CaO são inferiores a 0,04%, os teores de

MgO apresentam-se inferiores a 0,03%, os teores de MnO2 variam de 0,01-0,16%, as concentrações

de P2O5 são menores do que 0,13%. Os teores de SiO2 são inferiores a 1,30% para as amostras

MCF-01 e MCF-03, já a amostra MCF-04 possui um valor considerável de SiO2 (9,49%). Os valores

de TiO2 são menores do que 0,09% e os teores de FeO são inferiores a 0,14%. As amostras de

hematita compacta possuem teores de Fe2O3 que variam entre 87,45-98,36%. Os valores de PPC

variam de 0,32-0,84%.

A amostra de itabirito, MCF-02, possui teor de SiO2 igual a 29,28% e teor de Fe2O3 igual a

69,25%. Os outros elementos, dessa amostra de itabirito, possui composição semelhante às amostras

de hematita compacta.

Tabela 5.11: Elementos maiores e menores das amostras da Mina São Luiz determinados via ICP-OES/FRX. O


(*) Valor determinado por FRX.

ICP-OES (%)


MCF-01 <0,146 98,36 0,09 0,30 0,05 0,01 <0,012 0,01 0,03 0,32 99,17

MCF-02 29,28 69,25 0,14 0,21 0,20 0,10 0,10 0,02 0,04 0,36 99,70

MCF-03 1,30* 96,78 0,14 1,57 0,09 0,16 <0,012 0,01 0,09 0,54 99,38

MCF-04 9,49 87,45 0,13 0,91 0,13 0,09 0,04 0,03 0,05 0,84 99,16


As concentrações dos elementos-traços das amostras da Mina São Luiz encontram-se na

Tabela 5.12. As amostras de hematita compacta possuem um somatório variando entre

36,96-50,77 ppm (média 38,97 ppm) e amostra de itabirito coletada dessa mina, MCF-02, possui um

somatório igual a 37,82 ppm. A amostra de itabirito analisada possui concentrações dos elementos-

traços: Sc, V, Ga, Zr, Nb, Pb e Th, inferiores as concentrações das amostras de hematita compacta. As

concentrações dos outros elementos-traços analisados são similares às amostras de hematita compacta.

Todas as amostras de hematita compacta apresentam baixa concentração em

Sc (0,59-0,88 ppm), Hf (0,06-0,23 ppm) e Th (0,22-0,48 ppm) que são elementos-traços que indicam


87

contaminação clástica. A amostra de itabirito dessa mina apresenta concentrações ainda menores

nesses elementos.


Mina São Luiz pertencente ao Complexo Fazendão. A amostra de itabirito é destacada em cinza na Tabela.


MCF-01 0,88 16,31 5,53 <LQ 1,17 <LQ 2,47 0,31 0,72 0,22 <LQ 1,42 0,06 1,75 0,22 1,02 32,07

MCF-02 0,43 14,50 13,20 1,69 0,34 <LQ 3,54 0,23 0,43 0,07 <LQ 1,51 0,09 0,42 0,19 1,19 37,82

MCF-03 0,59 15,43 4,21 1,55 0,71 <LQ 4,47 0,36 0,24 0,03 0,04 7,09 0,12 1,03 0,25 1,80 37,92

MCF-04 0,79 16,43 8,68 2,95 1,03 <LQ 8,02 0,76 0,16 0,03 <LQ 5,10 0,23 0,73 0,48 1,55 46,93


A determinação das concentrações dos ETR’s + Y das amostras da Mina São Luiz encontram-

se na Tabela 5.13. O somatório de ETR’s + Y varia entre 6,82-10,99 ppm (média 8,40 ppm). A

amostra de itabirito coletada, MCF-02, apresenta um somatório de ETR’s + Y igual a 6,37 ppm.


São Luiz pertencente ao Complexo Fazendão. A amostra de itabirito é destacada em cinza na Tabela.


MCF-01 1,25 2,50 0,26 1,05 0,27 0,09 0,29 0,04 0,20 0,03 0,70 0,07 0,01 0,05 0,01 6,82

MCF-02 0,93 1,79 0,18 0,71 0,12 0,04 0,15 0,02 0,19 0,05 1,75 0,16 0,03 0,21 0,04 6,37

MCF-03 0,93 1,53 0,25 1,17 0,28 0,08 0,28 0,04 0,27 0,07 1,99 0,22 0,03 0,22 0,04 7,40

MCF-04 1,66 2,65 0,47 2,19 0,50 0,14 0,54 0,07 0,38 0,07 1,87 0,20 0,03 0,19 0,03 10,99

De acordo com os gráficos apresentados na Figura 5.13, pode-se observar que todas as

amostras da Mina São Luiz apresentam anomalias positivas de Eu. Na amostra de hematita compacta

MCF-01 é observado o enriquecimento de ETRL em relação aos ETRP, nas demais amostras é

observado o inverso, ou seja, o enriquecimento de ETRP em relação aos ETRL. Na amostra de

itabirito observa-se a presença de anomalias positiva de Y.


88

Figura 5.13: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina São Luiz pertencente ao Complexo Fazendão, com


5.2.2- Mina Tamanduá


As concentrações dos elementos maiores e menores das amostras de hematita compacta da

Mina Tamanduá (MCF-05 e MCF-06) encontram-se na Tabela 5.14. Observa-se que a concentração

de Al2O3 varia de 0,04-1,15%, os teores de CaO são inferiores a 0,012%, os teores de MgO

apresentam-se inferiores a 0,01%, os teores de MnO2 variam entre 0,01-0,12%, as concentrações de

P2O5 variam entre 0,08-0,80%, os teores de SiO2 são inferiores a 2,04%. As concentrações de TiO2 são

menores do que 0,03%. Os teores de FeO são inferiores a 0,10% e as concentrações de Fe2O3 variam

entre 95,92-98,51%. Os valores de PPC variam de 0,55-0,64%.

A amostra de itabirito, MCF-07, possui 65,26% de SiO2 e o teor de Fe2O3 é igual a 33,4%.

Essa amostra possui um valor relativamente alto de CaO (0,44%), visto que as amostras de hematita

compacta possuem teores inferiores ao LQ do equipamento.

Tabela 514: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Tamanduá determinados via ICP OES/FRX. O


ICP OES (%)


MCF-05 2,04 95,92 0,09 1,15 0,08 0,12 <0,012 0,01 0,03 0,64 100,08

MCF-06 <0,146 98,51 0,10 0,04 <0,005 0,01 <0,012 <0,002 0,002 0,55 99,21

MCF-07 65,26 33,42 0,16 0,13 0,80 0,07 0,44 0,03 0,01 0,31 100,63


89


As concentrações dos elementos-traços das amostras da Mina Tamanduá encontram-se Tabela

5.15. As concentrações dos elementos-traços das amostras de hematita compacta MCF-05 e MCF-06

são iguais a 46,37 e 22,16 ppm, respectivamente. Já a amostra de itabirito, MCF-07, possui um

somatório de elementos-traços igual a 15,47 ppm. A amostra de itabirito quando comparada com as

amostras de hematita compacta dessa mina, possuem concentrações inferiores para a maioria dos

elementos-traços, exceto para o elemento-traço Ba, conforme pode ser observado na Tabela 5.15.

As duas amostras de hematita compacta apresentam baixa concentração em

Sc (1,09 e 0,51ppm), Hf (0,09 e 0,08 ppm) e Th (0,26 e 0,17 ppm), a amostra de itabirito dessa mina

apresenta concentrações ainda menores nesses elementos.


Mina Tamanduá pertencente ao Complexo Fazendão. A amostra de itabirito é destacada em cinza na Tabela.


MCF-05 1,09 19,48 8,33 1,87 1,14 <LQ 3,88 0,41 0,28 0,05 <LQ 6,84 0,09 1,67 0,26 0,99 46,37

MCF-06 0,51 8,56 4,63 0,20 0,49 <LQ 3,02 0,20 0,40 0,08 0,03 2,40 0,08 0,97 0,17 0,42 22,16

MCF-07 <LQ 2,25 3,19 0,58 <LQ <LQ 0,74 <LQ 0,14 0,03 0,02 7,15 0,02 1,08 <LQ 0,27 15,47


As concentrações dos ETR’s + Y presentes nas amostras da Mina Tamanduá encontram-se na

Tabela 5.16. O somatório das concentrações dos ETR’s + Y das amostras de hematita compacta

MCF-05 e MCF-06 são iguais a 43,42 e 7,26 ppm, respectivamente. A amostra de itabirito, MCF-07,

apresenta um somatório de ETR’s + Y igual a 6,09 ppm. A amostra MCF-05 apresenta as

concentrações de ETR’s + Y mais elevada quando comparada com as amostras desse mesmo

complexo.


Tamanduá pertencente ao Complexo Fazendão. A amostra de itabirito é destacada em cinza na Tabela.


MCF-05 9,39 18,04 1,99 8,28 1,47 0,47 1,12 0,12 0,46 0,07 1,66 0,16 0,02 0,14 0,03 43,42

MCF-06 1,22 2,69 0,27 1,12 0,22 0,07 0,19 0,02 0,14 0,03 1,03 0,10 0,02 0,12 0,02 7,26

MCF-07 0,53 0,93 0,13 0,68 0,17 0,07 0,21 0,03 0,22 0,06 2,53 0,21 0,03 0,24 0,05 6,09

Nos gráficos apresentados na Figura 5.14, pode-se observar que todas as amostras da Mina

Tamanduá apresentam anomalias positivas de Eu. Observa-se também que há um enriquecimento dos

ETRL em relação ETRP pra a amostra de hematita compacta MCF-05 e um enriquecimento dos ETRP


90

em relação aos ETRL para a amostra de hematita compacta MCF-06 e para a amostra de itabirito

MCF-07. É observado também que há anomalias positivas de Y para as amostras MCF-06 e MCF-07.

Figura 5.14: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina Tamanduá pertencente ao Complexo Fazendão, com


5.2.3 – Mina Almas


A determinação da concentração dos elementos maiores e menores das amostras da Mina

Almas encontram-se na Tabela 5.17. A amostra de hematita compacta (MCF-09) apresenta a seguinte

composição: 3,44% de Al2O3, 4,66% de SiO2, 88,83% de Fe2O3, 0,41% de MnO2, 0,12% de P2O5 e

0,56% de TiO2. Já a amostra de itabirito (MCF-08), dessa mesma mina, apresenta a seguinte

composição: 0,02% de Al2O3, 42,83% de SiO2, 56,97% de Fe2O3, 0,01% de MnO2, 0,03% de P2O5 e

0,01% de TiO2. O valor de PPC da amostra de hematita compacta foi igual a 3,12% e o valor para a

amostra de itabirito foi igual a 0,29%.

Tabela 5.17: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Almas determinados via ICP-OES/FRX. O


ICP-OES (%)


MCF-08 42,83 56,97 0,11 0,02 0,03 0,01 <0,012 <0,002 0,01 0,29 100,27

MCF-09 4,66 88,83 0,06 3,44 0,56 0,41 <0,012 0,01 0,04 3,12 100,13


91


As concentrações dos elementos-traços das amostras da Mina Almas encontram-se na Tabela

5.18. A amostra de hematita compacta (MCF-09) e a amostra de itabirito (MCF-08) possui somatório

de elementos-traços igual a 109,3 e 9,76 ppm respectivamente. Todos os elementos-traços analisados

da amostra de itabirito possuem concentrações inferiores quando comparado com a amostra de

hematita compacta.

A amostra de hematita compacta apresenta baixa concentração em Sc (1,32 ppm),

Hf (0,13 ppm) e Th (0,49 ppm), a amostra de itabirito dessa mina apresenta também concentrações

baixas nesses elementos quando comparada com as amostras de hematita compacta.

Tabela 5. 18: Composição geoquímica, com as concentrações em ppm, dos elementos-traços das amostras da

Mina Almas pertencente ao Complexo Fazendão. A amostra de itabirito é destacada em cinza na Tabela.


MCF-08 <LQ 3,88 <LQ 0,18 <LQ <LQ 0,86 <LQ 0,45 0,03 <LQ 2,64 0,02 1,22 <LQ 0,48 9,76

MCF-09 1,32 11,43 41,03 1,40 0,58 <LQ 4,93 0,30 1,09 0,14 0,01 30,90 0,13 14,21 0,49 1,42 109,3


A amostra de hematita compacta (MCF-09) e a amostra de itabirito (MCF-08) apresenta

somatório de ETR’s + Y igual a 15,71 e 2,99 ppm, respectivamente, conforme apresentado na Tabela

5.19. Pode-se observar também, que todos os ETR’s + Y da amostra de itabirito coletada apresentam

concentrações inferiores às amostras de hematita compacta dessa mina.


Almas pertencente ao Complexo Fazendão. A amostra de itabirito é destacada em cinza na Tabela.


MCF-08 0,23 0,43 0,09 0,52 0,15 0,06 0,17 0,02 0,13 0,03 0,97 0,08 0,01 0,08 0,02 2,99

MCF-09 3,00 6,22 0,61 2,20 0,44 0,13 0,43 0,06 0,36 0,07 1,86 0,18 0,02 0,11 0,02 15,71

De acordo com os gráficos apresentados na Figura 5.15, pode-se observar que tanto a amostra

de hematita compacta quanto a amostra de itabirito apresentam anomalias positivas de Eu. É

evidenciado na amostra de itabirito, MCF-08, o enriquecimento e ETRP em relação aos ETRL, já na

amostra de hematita compacta, MCF-09 observa-se o inverso, ou seja, há enriquecimento de ETRL em

relação aos ETRP. As amostras apresentam anomalias positivas de Y.


92

Figura 5.15: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina Almas pertencente ao Complexo Fazendão, com


5.2.4- Comparação das Análises Geoquímicas do Complexo Fazendão


As amostras de hematita compacta do Complexo Fazendão possuem grande semelhança

geoquímica entre si, assim como as amostras de itabirito. Os teores de Fe2O3 para as amostras de

hematita compacta do Complexo Fazendão variam entre 87,45-98,51%. Já os teores de Fe2O3 para as

amostras de itabirito variam de 33,42-69,25%. Objetivando-se fazer um estudo comparativo entre os

teores de Fe2O3 e FeO das amostras das minas do Complexo Fazendão foram confeccionados gráficos

que são apresentados nas Figuras 5.16 e 5.17, respectivamente.

Figura 5.16: Teores de Fe2O3 das amostras das minas do Complexo Fazendão.

No gráfico da Figura 5.17 é observado que todas as amostras apresentam concentrações de

FeO menores do que 0,20%. Esse fato pode ser justificado pelos baixos teores de magnetita nas

amostras.


93

Figura 5.17: Teores de FeO das amostras das minas do Complexo Fazendão.

Com o objetivo de se comparar as concentrações dos elementos maiores e menores das

amostras do Complexo Fazendão foi calculada a média das concentrações das amostras de hematita

compacta e das amostras de itabirito de cada mina, conforme pode ser observado no gráfico da Figura

5.18. As amostras de hematita compacta são constituídas essencialmente por Fe2O3 e as amostras de

itabirito por Fe2O3 e SiO2. Os outros elementos apresentam teores menores do que 1,0%, com exceção

para as amostras de hematita compacta: MCF-03 (1,57% de Al2O3), MCF-05 (1,15% de Al2O3) e

MCF-09 (3,44% de Al2O3 e PPC 3,12%) quando comparado com as outras amostras desse complexo.

Figura 5.18: Teores dos elementos maiores e menores das amostras das minas do Complexo Fazendão.

Elementos-traços

Analisando-se a composição dos elementos-traços das amostras do Complexo Fazendão

verificou-se que a amostra de hematita compacta da Mina Almas (MCF-09) possui um somatório de

elementos-traços, no mínimo duas vezes maior, quando comparado com as outras amostras desse

complexo. Com a intenção de comparar a composição de elementos-traços das amostras desse


94

complexo é apresentado o gráfico da Figura 5.19. É facilmente notado nesse gráfico os altos teores dos

elementos V, Cr, Ba e Pb para a amostra de hematita compacta da Mina Almas.

Figura 5.19: Gráfico representando as concentrações, em ppm, dos elementos-traços das amostras de hematita

compacta e das amostras de itabirito do Complexo Fazendão.

ETR’s + Y

Analisando-se a composição dos ETR’s + Y das amostras do Complexo Fazendão verificou-se

que o somatório médio desses elementos foi de 8,40 ppm para as amostras de hematita compacta da

Mina São Luiz, 7,12 e 41,70 ppm para as amostras de hematita compacta MCF-06 e MCF-05 da Mina

Tamanduá, respectivamente. Já a amostra de hematita compacta MCF-09 da Mina Almas apresenta

somatório de ETR’s + Y igual a 15,71 ppm. Para todas as amostras de itabirito analisadas nesse

complexo têm-se um somatório de ETR’s + Y inferior a 7,0 ppm.

A amostra de itabirito (MCF-02) da Mina São Luiz possui um teor de SiO2 igual a 29,28%.

Fazendo-se um balanço de massa, como já descrito anteriormente, o teor de ETR’s + Y seria igual a

9,20 ppm. A amostra de itabirito (MCF-08) da Mina Almas possui 42,83% de SiO2, fazendo-se o

balanço de massa dessa amostra o teor de ETR’s + Y seria 5,24 ppm.

Na Figura 5.20 é apresentado um gráfico comparando as concentrações dos ETR’s + Y das

amostras do Complexo Fazendão. Pode-se observar que todas as amostras do Complexo Fazendão

apresentam anomalias positivas de Eu. É observado que há um enriquecimento dos ETRP em relação

aos ETRL para as amostras MCF-02 (itabirito), MCF-03, MCF-04, MCF-06, MCF-07 (itabirito) e

MCF-08 (itabirito). Nas amostras MCF-01, MCF-05 e MCF-09 é observado um enriquecimento de

ETRL em relação aos ETRP. A amostra de hematita compacta MCF-05 pertencente à Mina Tamanduá

não foi incluída no gráfico da Figura 5.20, pois essa amostra apresenta um comportamento atípico


95

quando comparada com as mesmas amostras desse complexo, conforme observado, anteriormente, na

Figura 5.14.

Figura 5.20: Comparação entre os ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito do

Complexo Fazendão, com valores normalizados pelo PAAS (McLennan 1989).

De acordo com os cálculos propostos por Bau & Dulski 1996 e Planavsky et al. 2010 todas as

amostras analisadas do Complexo Fazendão possuem anomalias positivas de Eu e as anomalias de Ce

são negativas para algumas amostras (amostras de hematita compacta MCF-03 e MCF-04 e as

amostras de itabirito MCF 02, MFC-07 e MCF-08). As anomalias positivas de Ce são representadas

pelas amostras de hematita compacta: MCF-01, MCF-05, MCF-06 e MCF-09. Todas as anomalias

calculadas referentes ao Complexo Fazendão encontram-se na Tabela 5.20.

Tabela 5.20: Razões e anomalias de alguns ETR’s + Y para as amostras do Complexo Fazendão. As amostras de


Amostras

(Ce/Ce*)1

(Ce/Ce*)2

(La/La*) (Eu/Eu*)

(Pr/Pr*)

(Sm/Yb)

(Eu/Sm)

Y/Ho (Pr/Yb)

MCF-01 1,19 1,12 1,23 1,66 0,95 2,56 1,66 21,62 1,57

MCF-02 0,85 1,15 1,29 1,64 0,93 0,30 1,88 37,75 0,28

MCF-03 0,49 0,84 1,45 1,37 1,07 0,65 1,40 30,41 0,37

MCF-04 0,25 0,79 1,42 1,47 1,09 1,38 1,47 26,33 0,81

MCF-05 1,64 1,10 1,31 1,94 0,96 5,15 1,66 25,37 4,39

MCF-06 1,44 1,21 1,26 1,83 0,91 0,97 1,69 32,91 0,75

MCF-07 0,99 1,17 2,83 2,01 0,95 0,37 2,24 41,55 0,18

MCF-08 0,14 1,21 6,96 1,99 0,95 0,98 1,96 36,46 0,35

MCF-09 1,31 1,06 1,00 1,51 0,97 2,01 1,49 25,28 1,77



96

Algumas amostras desse complexo possuem a combinação das razões (Ce/Ce*) <1 e

(Pr/Pr*) ≈ 1 o que indica anomalias positivas de La. Para verificação das anomalias de La e Ce, foi

construído o diagrama proposto por Bau & Dulski (1996), apresentado na Figura 5.21.

Figura 5.21: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Fazendão, segundo Bau &

Dulski (1996). I) Sem anomalias de Ce e La; IIa) Anomalias positivas de La apenas; IIb) Anomalias negativas de

La apenas; IIIa) Anomalias positivas de Ce apenas e IIIb) Anomalias negativas de Ce.

De acordo com o diagrama acima as amostras de hematita compacta do Complexo Fazendão

MCF-01 (Mina São Luiz) e MCF-06 (Mina Tamanduá) apresentam apenas anomalias positivas de Ce,

as amostras MCF-03 e MCF-04 (Mina São Luiz) apresentam apenas anomalias negativas de Ce, as

amostras MCF-05 (Mina Tamanduá) e MCF-09 (Mina Almas) apresentam apenas anomalias negativas

de La e a amostras de itabirito MCF-08 (Mina Almas) apresenta apenas anomalias positivas de La. O

diagrama apresentado na Figura 5.21 foi expandido devido as concentrações encontradas para as

razões entre Ce e Pr, isso foi feito com a intenção de verificar o comportamento das amostras com

concentrações diferentes daquelas propostas por Bau & Dulski (1996). Com o objetivo de verificar,

ainda, as anomalias de Ce e La, calculou-se as anomalias de Ce de acordo com a equação proposta por

Bolhar et al. (2004) e modificou-se o diagrama proposto por Bau & Dulski (1996), apresentado na

Figura 5.22.

IIIa IIb

I

IIa IIIb


97

Figura 5.22: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Fazendão, modificado de Bau

& Dulski (1996). I) Sem anomalias de Ce e La; IIa) Anomalias positivas de La apenas; IIb) Anomalias negativas

de La apenas; IIIa) Anomalias positivas de Ce apenas; IIIb) Anomalias negativas de Ce.

Analisando-se o gráfico anterior, nota-se que as amostras de hematita compacta MCF-01

(Mina São Luiz) e MCF-06 (Mina Tamanduá) e as amostras de itabirito MCF-02 (Mina São Luiz) e

MCF-07 (Mina Tamanduá) apresentam apenas anomalias positivas de Ce. Já as amostras de hematita

compacta MCF-05 (Mina Tamanduá), MCF-09 e a amostra de itabirito MCF-08, pertencentes a Mina

Almas, apresentam apenas anomalias negativas de La e as amostras de hematita compacta MCF-03 e

MCF-04, pertencentes a Mina São Luiz, apresentam apenas anomalias negativas de Ce.

De acordo com Bau & Moller (1993), apenas algumas amostras estudadas do Complexo

Fazendão, possuem (Eu/Sm) >1 e (Sm/Yb) <1, conforme pode ser observado na Tabela 5.20. As

amostras de hematita compacta MCF-01, MCF-04, MCF-05 e MCF-09 possuem a razão (Sm/Yb) >1.

Analisando-se a Tabela 5.20, observa-se que as amostras de hematita compacta MCF-01

(Mina São Luiz), MCF-05 (Mina Tamanduá) e MCF-09 (Mina Almas) apresentam razões Y/Ho

menores do que 26, indicando assim anomalias negativas de Y. As demais amostras apresentam

anomalias positivas de Y. De forma geral, a média das razões Y/Ho para as amostras de hematita

compacta do Complexo Fazendão é igual a 27,00 e para as amostras de itabirito a média das razões

Y/Ho é igual a 38,59.

As amostras do Complexo Fazendão que apresentam (Pr/Yb)PAAS >1, Tabela 5.20, são as

amostras de hematita compacta MCF-01, MCF-05 e MCF-09, conforme pode ser observado no gráfico

Eu/Eu* versus (Pr/Yb)PAAS, apresentado na Figura 5.23. Na Figura 5.24 é apresentado um gráfico do

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

1,60

1,70

0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 1,20

Ce/

Ce*

Pr/Pr*

IIIa IIb

I

IIIb IIa


98

somatório de ETR’s + Y versus (Pr/Yb)PAAS. Portanto a maioria das amostras desse complexo

apresentam (Pr/Yb)PAAS <1, indicando então um enriquecimento dos ETRP em relação aos ETRL.

Figura 5.23: Eu/Eu* versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do Complexo Fazendão.

Figura 5.24: Somatório de ETR’s + Y versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do Complexo Fazendão.

5.3- COMPLEXO ITABIRA

A Mina Conceição e a Mina Periquito pertencem ao Complexo Itabira. A determinação da

composição e dos teores dos elementos maiores, menores, traço, inclusive os ETR’s + Y de cada mina

são apresentados a seguir.

MCF-01

MCF-09

MCF-05

MCF-09

MCF-05

MCF-01


99

5.3.1- Mina Conceição


Analisando-se as amostras da Mina Conceição, Tabela 5.21, observa-se que a composição

química da amostra de hematita compacta (MC-01) apresenta diferenças nos teores quando comparado

com a amostra de itabirito (MC-02). Na amostra de hematita compacta os teores são iguais a: 0,23%

de Al2O3, 0,08% de MgO, 0,06% de MnO2, <LQ de P2O5, 0,02% TiO2, 0,07% de FeO e 98,86% de

Fe2O3. Já para as amostras de itabirito esses teores são iguais a: 0,44% de Al2O3, 0,67% de MgO,

0,05% de MnO2, 0,06% de P2O5, 53,02% de SiO2, 0,04% de TiO2, 0,20% de FeO e 44,68% de Fe2O3.

O valor de PPC da amostra de hematita compacta foi de 0,18% e o valor para a amostra de itabirito foi

de 0,19%.

Tabela 5.21: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Conceição determinados via ICP-OES/FRX.

O Fe2O3, o FeO e o PPC foram determinados via úmida. A amostra de itabirito é destacada em cinza na Tabela.

ICP-OES (%)


MC-01 <0,146 98,86 0,07 0,23 <0,01 0,06 <0,01 0,08 0,02 0,18 99,50

MC-02 53,02 44,68 0,20 0,44 0,06 0,05 <0,01 0,67 0,04 0,19 99,35


As concentrações dos elementos-traços das amostras da Mina Conceição encontram-se na

Tabela 5.22. A amostra de hematita compacta, MC-01, possui um somatório de elementos-traços igual

a 30,53 ppm. Já a amostra de itabirito, MC-02, possui um somatório de elementos-traços igual a

33,23 ppm. Os seguintes elementos-traços da amostra de itabirito: Cr, Ni, Hf e Th possuem

concentrações superiores quando comparado com a amostra de hematita compacta. Pode-se observar

que tanto a amostra de hematita compacta quanto a amostra de itabirito possuem teores dos elementos-

traços Rb, Cs e Ba inferiores ao LQ do equipamento

A amostra de hematita compacta apresenta baixa concentração em Sc (0,42 ppm),

Hf (0,07 ppm) e Th (0,24 ppm) que são elementos-traços que indicam contaminação clástica. A

amostra de itabirito dessa mina também apresenta baixas concentrações nesses elementos-traços.


100


Mina Conceição pertencente ao Complexo Itabira. A amostra de itabirito é destacada em cinza na Tabela.


MC-01 0,42 14,01 8,87 0,74 0,49 <LQ 3,06 0,25 0,85 0,03 <LQ <LQ 0,07 0,68 0,24 0,82 30,53

MC-02 0,20 11,86 15,26 1,18 0,26 <LQ 2,99 <LQ 0,19 0,02 <LQ <LQ 0,08 0,64 0,26 0,28 33,23


A amostra de hematita compacta, MC-01, apresenta um somatório de ETR’s + Y igual a

7,91 ppm e a amostra de itabirito, MC-02, apresenta um somatório igual a 5,98 ppm, os valores das

concentrações dos ETR’s + Y são encontrados na Tabela 5.23.

A amostra de itabirito, MC-02 coletada possui 44,68% de SiO2, fazendo-se um balanço de

massa, ou seja, desconsiderando o teor de sílica e considerando 100% de ferro total dessa amostra o

teor de ETR’s + Y seria 13,38 ppm.


Conceição pertencente ao Complexo Itabira. A amostra de itabirito é destacada na Tabela.


MC-01 1,41 2,79 0,36 1,48 0,25 0,08 0,25 0,03 0,16 0,03 0,87 0,09 0,01 0,08 0,02 7,91

MC-02 0,88 1,70 0,24 1,11 0,23 0,08 0,22 0,03 0,16 0,03 1,04 0,10 0,02 0,12 0,02 5,98

De acordo com os gráficos apresentados na Figura 5.25, pode-se observar que ambas as

amostras apresentam anomalia positiva de Eu. Os ETRL e os ETRP apresentam um comportamento

horizontalizado. São observadas também, anomalias positivas de Y para ambas as amostras.

Figura 5.25: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina Conceição pertencente ao Complexo Itabira, com



101

5.3.2- Mina Periquito


A composição química das amostras de hematita compacta da Mina Periquito (MC-04,

MC-06, MC-08 e MCF-10) é apresentada na Tabela 5.24, observa-se que os teores de Al2O3 variam

entre 0,06-0,31%, os teores de CaO variam de 0,02 a 0,18%, os teores de MgO são inferiores a 0,12%,

as concentrações de MnO2 são inferiores a 0,06%, as concentrações de P2O5 são menores do que

0,28% e os teores de SiO2 são inferiores a 0,27%. As concentrações de TiO2 são menores do que

0,04%, os teores de FeO são inferiores a 0,20% e as amostras possuem teores de Fe2O3 que variam

entre 98,59-99,74%. Os valores de PPC são inferiores a 0,43%.

As amostras de itabirito (MC-03, MC-05, MC-07 e MC-09) possuem a seguinte composição:

os teores de Al2O3 variam entre 0,06 a 0,84%, os teores de CaO são inferiores a 0,05%, os teores de

MgO variam entre 0,01-0,12%, os teores de MnO2 apresentam-se inferiores a 0,14%, as

concentrações de P2O5 são menores do que 0,06% e os teores de TiO2 são menores do que 0,03%. As

concentrações de FeO variam entre 0,10 e 0,16% e as concentrações de Fe2O3 variam entre 44,94-

60,3%. Os valores de PPC são inferiores a 0,43%.

Tabela 5.24: Elementos maiores e menores das amostras da Mina Periquito determinados via ICP-OES/FRX. O


Tabela. (*) Valor determinado por FRX.

ICP-OES (%)


MC-03 36,66 60,31 0,12 0,84 0,05 0,07 0,03 0,04 0,03 0,43 99,58

MC-04 <0,146 98,97 0,10 0,31 <0,0054 0,04 0,02 0,02 0,04 0,13 99,63

MC-05 47,73 50,75 0,10 0,06 0,06 0,06 0,02 0,05 0,01 0,10 98,94

MC-06 <0,146 98,59 0,20 0,06 <0,0054 0,06 0,02 0,05 0,01 0,03 99,02

MC-07 53,00 45,38 0,16 0,15 0,05 0,07 0,04 0,12 0,01 0,17 99,15

MC-08 <0,146 99,74 0,14 0,09 <0,0054 0,01 0,02 0,05 0,01 0,02 100,08

MC-09 53,03 44,94 0,12 0,17 0,04 0,14 0,05 0,01 0,02 0,19 98,71

MC-10 *0,27 98,76 0,14 0,26 0,28 0,05 0,18 0,12 0,02 0,43 100,24


As concentrações dos elementos-traços das amostras de hematita compacta da Mina Periquito

(Tabela 5.25) possui um somatório variando entre 22,61-61,26 ppm (média 39,20 ppm) enquanto que

as amostras de itabirito possui um somatório variando entre 26,64-64,94 ppm (média 40,76 ppm). É

notado também que para todas as amostras analisadas dessa mina têm-se as concentrações dos

elementos-traços Rb e Cs inferiores ao LQ do equipamento e algumas amostras possuem as


102

concentrações dos elementos-traços Sc, Ni, Ga, Nb e Th também inferiores ao limite de quantificação

do equipamento.

Todas as amostras de hematita compacta apresentam baixa concentração em Sc (<0,47 ppm),

Hf (0,03-0,10 ppm) e Th (<0,31 ppm) que são elementos-traços que indicam contaminação clástica, as

amostras de itabirito dessa mina apresentam também concentrações baixas nesses elementos-traços.


Mina Periquito pertencente ao Complexo Itabira. As amostras de itabirito são destacadas na Tabela.


MC-03 0,31 12,06 9,83 9,95 0,30 <LQ 3,90 <LQ 0,12 0,02 <LQ 2,91 0,09 0,32 0,17 0,46 40,43

MC-04 0,47 19,30 9,26 4,93 0,37 <LQ 5,27 0,38 0,42 0,21 <LQ 4,79 0,10 0,54 0,31 0,94 47,29

MC-05 <LQ 6,84 2,45 0,18 <LQ <LQ 1,68 <LQ 1,02 0,02 <LQ 18,28 0,04 0,34 <LQ 0,19 31,04

MC-06 <LQ 3,08 3,37 <LQ <LQ <LQ 1,66 0,13 0,65 0,05 <LQ 15,93 0,03 0,27 <LQ 0,53 25,69

MC-07 <LQ 19,32 1,91 0,69 <LQ <LQ 1,63 <LQ 0,37 0,02 <LQ 1,59 0,03 0,64 <LQ 0,46 26,64

MC-08 <LQ 48,66 8,49 <LQ 0,38 <LQ 1,64 <LQ 1,39 0,05 <LQ <LQ 0,04 0,27 <LQ 0,32 61,23

MC-09 <LQ 5,88 10,91 0,74 0,26 <LQ 1,55 <LQ 0,05 0,02 <LQ 44,40 0,04 0,56 0,14 0,38 64,94

MC-10 0,23 9,98 <LQ <LQ 0,47 <LQ 3,10 0,21 0,55 0,04 <LQ 6,85 0,07 0,39 <LQ 0,73 22,61


As concentrações dos ETR’s + Y presentes nas amostras da Mina Periquito encontram-se na

Tabela 5.26. O somatório de ETR’s + Y das amostras de hematita compacta variam de 1,44-13,76 ppm

(média 6,08 ppm). Já para as amostras de itabirito têm-se um somatório de ETR’s + Y variando entre

2,78-10,72 ppm (média 6,50 ppm).


103


Periquito pertencente ao Complexo Itabira. As amostras de itabirito são destacadas em cinza na Tabela.


MC-03 2,12 3,35 0,51 2,16 0,46 0,14 0,37 0,04 0,20 0,04 1,06 0,11 0,02 0,12 0,02 10,72

MC-04 2,71 3,79 0,58 2,31 0,28 0,10 0,29 0,04 0,21 0,05 1,48 0,14 0,02 0,17 0,03 13,76

MC-05 0,41 0,61 0,08 0,34 0,08 0,03 0,11 0,02 0,14 0,04 1,78 0,13 0,02 0,14 0,03 3,96

MC-06 0,29 0,55 0,06 0,29 0,08 0,03 0,09 0,01 0,07 0,02 0,85 0,05 0,01 0,05 0,01 2,46

MC-07 0,31 0,65 0,08 0,43 0,14 0,08 0,31 0,07 0,57 0,15 4,61 0,48 0,08 0,50 0,09 8,55

MC-08 0,24 0,40 0,06 0,27 0,07 0,03 0,06 0,01 0,04 0,01 0,16 0,02 0,01 0,01 0,01 1,44

MC-09 0,40 0,59 0,08 0,36 0,09 0,03 0,11 0,02 0,12 0,03 0,77 0,08 0,01 0,08 0,01 2,78

MC-10 0,57 0,94 0,13 0,67 0,19 0,08 0,28 0,05 0,35 0,09 2,56 0,30 0,05 0,34 0,07 6,67

De acordo com os gráficos apresentados na Figura 5.26, pode-se observar que todas as

amostras da Mina Periquito apresentam anomalias positivas de Eu. Observa-se também que em alguns

gráficos são evidenciados o enriquecimento de ETRP em relação aos ETRL (MC-05, MC-06, MC-07,

MC-09 e MC-10). Há também enriquecimento dos ETRL em relação aos ETRP como podem ser

observados nos gráficos das amostras de itabirito MC-03 e MC-08. São observadas, na maioria das

amostras, anomalias positivas de Y.


104

Figura 5.26: Perfis dos ETR’s + Y das amostras da Mina Periquito pertencente ao Complexo Itabira, com


5.3.3- Comparação das Análises Geoquímicas do Complexo Itabira


Os teores de Fe2O3 para as amostras de hematita compacta do Complexo Itabira variam entre

98,59-99,74%. Já os teores de Fe2O3 para as amostras de itabirito variam entre 44,68-60,3%. Na

Figura 5.27 é apresentado um gráfico comparando os teores de Fe2O3 das amostras das minas

pertencentes ao Complexo Itabira. No gráfico da Figura 5.28 é observado que todas as amostras

apresentam valores de FeO menores do que 0,20%. Esse fato pode ser justificado pelos baixos teores

de magnetita encontrados nas amostras.

Figura 5.27: Teores de Fe2O3 das amostras das minas do Complexo de Itabira.


105

Figura 5.28: Teores de FeO das amostras das minas do Complexo de Itabira.

A determinação dos outros elementos maiores e menores encontram-se na Figura 5.29.

É observado que as amostras de hematita compacta são formadas essencialmente por Fe2O3 e as

amostras de itabirito por Fe2O3 e por SiO2. Os outros elementos determinados possuem composição

semelhante, com teores inferiores a 1%.

Figura 5.29: Teores dos elementos maiores e menores das amostras das minas do Complexo Itabira.

Elementos-traços

Observando-se a composição das amostras do Complexo Itabira verificou-se que a amostra de

hematita compacta da Mina Periquito (MC-08) possui uma concentração do elemento-traço V no

mínimo duas vezes maior quando comparado com as outras amostras. O mesmo acontece para a

amostra de itabirito MC-09 com relação ao elemento Ba. Uma semelhança notável entre as amostras

das minas desse complexo é que em ambas as minas as amostras analisadas possuem concentrações

inferiores ao LQ do equipamento para os elementos-traços Rb e Cs. Já as amostras da Mina Conceição

possuem valores do elemento-traço Ba inferiores ao LQ enquanto que as amostras da Mina Periquito


106

(exceto a amostra MC-08) apresentam concentração considerável desse elemento. Com a intenção de

comparar a composição dos elementos-traços das amostras do Complexo Itabira é apresentado o

gráfico da Figura 5.30. Observam-se nesse gráfico os altos valores dos elementos-traços V e Ba para

algumas amostras.

Figura 5.30: Gráfico representando as concentrações, em ppm, dos elementos-traços das amostras de hematita

compacta e das amostras de itabirito do Complexo Itabira.

ETR’s + Y

Analisando-se a composição dos ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das

amostras de itabirito do Complexo Itabira, verificou-se que o somatório do ETR’s + Y é igual a

7,91 ppm para a amostra de hematita compacta (MC-01) e 5,98 ppm para a amostra de itabirito

(MC-02) ambas as amostras pertencentes a Mina Conceição. Já as amostras da Mina Periquito

apresentam um somatório médio de 6,08 e 6,50 ppm para as amostras de hematita compacta e para as

amostras de itabirito, respectivamente. Na Figura 5.31 é apresentado um gráfico comparando as

concentrações dos ETR’s + Y das amostras do Complexo Itabira. É Observado que a maioria das

amostras evidenciam um enriquecimento dos ETRP em relação aos ETRL. A amostra de hematita

compacta MC-08 não foi inserida no gráfico da Figura 5.31, visto que ela possui um comportamento

diferente em relação às outras amostras desse complexo.


107

Figura 5.31: Comparação entre os ETR’s + Y do Complexo Itabira, com valores normalizados pelo PAAS

(McLennan 1989).

Utilizando o cálculo das anomalias de Eu e Ce (Bau & Dulski 1996 e Planavsky et al. 2010)

todas as amostras do Complexo Itabira analisadas possuem anomalias positivas de Eu. A maioria das

amostras do Complexo Itabira apresentam anomalias negativas de Ce, porém algumas amostras

apresentam anomalias positivas de Ce (amostras de hematita compacta MC-01 e MC-04 e pela

amostra de itabirito MC-07). Todas as anomalias calculadas referentes ao Complexo Itabira

encontram-se na Tabela 5.27.

Tabela 5.27: Razões e anomalias de alguns ETR’s + Y para as amostras do Complexo Itabira. As amostras de


Amostras (Ce/Ce*)1

(Ce/Ce*)2

(La/La*) (Eu/Eu*)

(Pr/ Pr*)

(Sm/Yb)

(Eu/Sm)

Y/Ho (Pr/Yb)

MC-01 1,10 0,92 1,05 1,72 1,04 1,52 1,63 27,47 1,35

MC-02 0,53 1,00 1,46 1,94 1,00 0,97 1,84 30,81 0,62

MC-03 0,69 0,81 1,19 1,73 1,10 1,91 1,53 28,92 1,34

MC-04 1,20 0,75 1,16 1,84 1,14 0,86 1,83 31,81 1,11

MC-05 0,85 1,05 1,80 1,88 0,98 0,29 2,25 47,78 0,18

MC-06 0,82 1,18 1,66 2,08 0,93 0,78 2,19 49,16 0,40

MC-07 1,10 1,33 2,76 1,56 0,90 0,15 2,73 30,81 0,05

MC-08 0,66 0,89 1,40 2,49 1,05 2,41 2,30 24,80 1,30

MC-09 0,58 0,98 1,70 1,67 1,01 0,59 1,87 28,69 0,34

MC-10 0,60 1,13 2,57 1,79 0,96 0,28 2,28 29,07 0,12


Algumas amostras desse complexo possuem a combinação das razões (Ce/Ce*) <1 e

(Pr/Pr*) ≈ 1 o que indica anomalias positivas La. Para verificação das anomalias de La e Ce, foi

construído o diagrama proposto por Bau & Dulski (1996), apresentado na Figura 5.32.


108

Figura 5. 32: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Itabira, segundo Bau & Dulski

(1996). I) Sem anomalias de Ce e La; IIa) Anomalias positivas de La apenas; IIb) Anomalias negativas de La

apenas; IIIa) Anomalias positivas de Ce apenas; IIIb) Anomalias negativas de Ce.

É observado, de acordo com o diagrama acima, que a amostra de hematita compacta MC-01

apresenta apenas anomalias negativas de La, a amostra de itabirito MC-07 apresenta apenas anomalias

positivas de Ce. A amostra de itabirito MC-03 apresenta apenas anomalias negativas de Ce e as

amostras de hematita compacta MC-08 e MC10 e as amostras de itabirito MC-02, MC-05 e MC-09

apresentam apenas anomalias positivas de La. Calculou-se também, as anomalias de Ce de acordo com

a equação proposta por Bolhar et al. (2004) e modificou-se o diagrama proposto por Bau & Dulski

(1996), apresentado na Figura 5.33.

Figura 5.33: Diagrama (Ce/Ce*) versus (Pr/Pr*) paras as amostras do Complexo Itabira, modificado de

Bau & Dulski (1996). I) Sem anomalias de Ce e La; IIa) Anomalias positivas de La apenas; IIb) Anomalias

negativas de La apenas; IIIa) Anomalias positivas de Ce apenas; IIIb) Anomalias negativas de Ce.

IIIa IIb

I

IIa IIIb

IIIa IIb

I

IIa IIIb


109

Analisando-se o gráfico da Figura 5.33, nota-se que a amostra de hematita compacta MCF-06

apresenta apenas anomalias positivas de Ce, a amostra de hematita compacta MC-10 apresenta apenas

anomalias negativas de La e as amostras de hematita compacta MC-01 e MC-08 apresentam apenas

anomalias positivas de La. A amostra de hematita compacta MC-04 e a amostra de itabirito MC-03

apresentam anomalias negativas de Ce e as amostras de itabirito MC-02 e MC-09 não apresentam nem

anomalias de Ce nem anomalias de La.

De acordo com Bau & Moller (1993), apenas algumas amostras estudadas do Complexo

Itabira, possuem (Eu/Sm) >1 e (Sm/Yb) <1, conforme é apresentado na Tabela 5.27, as exceções

foram as amostras de hematita compacta MC-01 e MC-08 e a amostra de itabirito MC-03 que

possuem a razão (Sm/Yb) >1.

De acordo com a Tabela 5.27, é observado que apenas a amostra de hematita compacta MC-08

apresenta razão Y/Ho menor do que 26, indicando assim anomalias negativas de Y. As demais

amostras apresentam anomalias positivas de Y. De forma geral, a média das razões Y/Ho para as

amostras de hematita compacta do Complexo Itabira é igual a 32,46 e para as amostras de itabirito

desse mesmo complexo a média das razões Y/Ho é igual a 33,40.

As amostras do Complexo Itabira que apresentam (Pr/Yb)PAAS >1, Tabela 5.27, são as

amostras de hematita compacta MC-01, MC-04 e MC-08 e a amostra de itabirito MC-03, conforme

pode ser observado no gráfico Eu/Eu* versus (Pr/Yb)PAAS e no gráfico somatório de ETR’s + Y versus

(Pr/Yb)PAAS apresentados nas Figuras 5.34 e 5.35, respectivamente. As outras amostras desse

complexo apresentam (Pr/Yb)PAAS <1, indicando então um enriquecimento dos ETRP em relação aos

ETRL.

Figura 5.34: Eu/Eu* versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do Complexo Itabira.


110

Figura 5.35: Somatório de ETR’s + Y versus (Pr/Yb)PAAS para as amostras do Complexo Itabira.

5.4- COMPARAÇÃO DAS ANÁLISES GEOQUÍMICAS ENTRE OS COMPLEXOS

ITABIRITO, FAZENDÃO E ITABIRA


Com o objetivo de se comparar os teores de Fe2O3 e os teores de óxido de FeO foram

calculou-se as médias das concentrações das amostras de hematita compacta e das amostras de

itabirito de cada mina estudada. Foram confeccionados gráficos que se encontram nas Figuras 5.36 e

5.37, respectivamente.

Figura 5. 36: Comparação dos teores de Fe2O3 das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito do

Complexo Itabirito (Minas Galinheiro, do Pico e Sapecado), Complexo Fazendão (Minas São Luiz, Tamanduá e

Almas) e Complexo Itabira (Minas Conceição e Periquito).


111

Figura 5.37: Comparação dos teores de FeO das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito do



Comparando-se as minas estudadas, a Mina do Pico é a que apresenta amostras de hematita

compacta com maiores concentrações em Fe2O3, seguida pela Mina Periquito. A mina que apresenta

amostras de hematita compacta com menores concentrações em Fe2O3 é a Mina Almas. Os teores

médios de Fe2O3 das amostras de hematita compacta das minas estudadas variam entre 88,83-99,74%.

Já as amostras de itabirito apresentam concentrações de Fe2O3 variando entre 33,42-69,25%.

Os teores de FeO tanto das amostras de hematita compacta quanto os teores das amostras de

itabirito apresentam valores menores do que 1,0%. Esse fato pode ser justificado pela baixa

concentração de magnetita nas amostras analisadas.

Elementos-traços, inclusive os ETR’s + Y

Com o objetivo de comparar as concentrações dos elementos-traços das amostras das minas

estudadas foi calculada a média para as amostras de hematita compacta e para as amostras de itabirito

(Figura 5.38). É possível observar que as amostras de hematita compacta que apresentam os maiores

teores de elementos-traços são: as amostras da Mina Almas pertencente ao Complexo Fazendão

seguido pela Mina Galinheiro pertencente ao Complexo Itabirito. As amostras de hematita compacta

que apresentam menores concentrações em elementos-traços são: Mina Almas e Mina Tamanduá

ambas pertencentes ao Complexo Fazendão, seguido pela Mina Conceição Pertencente ao Complexo

Itabira.


112

Figura 5.38: Comparação dos elementos-traços das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito

das minas do Complexo Itabirito (Minas Galinheiro, do Pico e Sapecado), Complexo Fazendão (Minas São Luiz,

Tamanduá e Almas) e Complexo Itabira (Minas Conceição e Periquito).

As concentrações dos elementos-traços das amostras de hematita compacta são maiores

quando comparado com as amostras de itabirito da mesma mina, exceto para as minas Conceição e

Periquito (pertencente ao Complexo Itabira), conforme pode ser observado na Figura 5.39.

Figura 5.39: Gráfico binário relacionando o somatório de elementos-traços das amostras de hematita compacta

com o somatório de elementos-traços das amostras de itabirito das minas estudadas.

Na Figura 5.40, são apresentados gráficos binários, relacionando o elemento-traço Zr e os

elementos-traços: Th, Hf e Sc que são elementos que indicam contaminação clástica. É observada uma

correlação positiva para a maioria das amostras, indicando que as concentrações desses elementos são

proporcionais. As concentrações desses elementos são baixas para as amostras de hematita compacta e

as amostras de itabirito apresentam concentrações inferiores às amostras de hematita compacta para


113

esses elementos. Portanto, de acordo com Filho (2012), tem-se principalmente contribuição mantélica

na formação dessas amostras.

Figura 5.40: Gráficos binários entre o elemento-traço Zr e os elementos-traços: Th, Hf, Nb e Sc.

Com o objetivo de se comparar as concentrações dos ETR’s + Y das minas estudadas

calculou-se a média para as amostras de hematita compacta e para as amostras de itabirito de cada

mina (Figuras 5.41 e 5.42). É possível observar que as amostras de hematita compacta apresentam

concentrações superiores de ETR’s + Y quando comparado com as concentrações de ETR’s +Y das

amostras de itabirito da mesma mina. No caso da Mina Periquito (Complexo Itabira) tem-se que as

concentrações dos ETR’s + Y das amostras de hematita e de itabirito são similares. Esse fato está de

acordo com os estudos de McLennan & Taylor (1991) e Murray et al. (1991) que diz que os elementos

terras raras apresentam pouca mobilidade durante processos pós-deposicionais.

Figura 5.41: Comparação dos ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito do




114

Figura 5.42: Gráfico binário relacionando o somatório de ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das

amostras de itabirito das minas estudadas.

5.5- COMPARAÇÃO DAS ANÁLISES GEOQUÍMICAS REALIZADAS COM OS

DADOS DA LITERATURA

Com o objetivo de comparar as análises geoquímicas das amostras de minério hematítico

compacto das minas dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira com dados encontrados na literatura

são apresentados dados geoquímicos referentes às amostras de hematita compacta da Mina de Águas

Claras que também é localizada no Quadrilátero Ferrífero (Spier et al. 2007), em que as amostras são

representadas por MAC e da Mina de Meghatuburu pertencente ao Grupo Noamundi na Índia

(Beukes et al. 2008), em que as amostras são representadas por MM.

Segundo Spier et al. (2007), os minérios compactos da Mina de Águas Claras são constituídos,

principalmente, por hematita que podem se apresentar como martita, hematita tabular e especularita, e

possuem concentrações baixas de elementos-traços. Segundo esses autores, os minérios hematítico

compactos dessa mina possuem origem que envolve, no mínimo, dois processos de mineralização,

sendo eles: processos hipogênicos e supergênicos.

A composição química (%) média dos elementos maiores e a média do PPC das amostras de

hematita compacta e das amostras de itabirito dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira são

apresentados na Tabela 5.28, assim como a composição química (%) média das amostras de hematita

compacta da Mina de Águas Claras e da Mina de Meghatuburu.


115

Tabela 5.28: Composição química (%) média dos elementos maiores e menores das amostras dos complexos

Itabirito, Fazendão, Itabira, da Mina de Águas Claras (MAC) e da Mina de Meghatuburu (MM).

Compostos Complexo Itabirito

Hem Itab

Complexo Fazendão

Hem Itab

Complexo Itabira

Hem Itab

MAC

Hem

MM

Hem

Fe2O3 99,15 51,32 94,31 53,21 99,0 49,21 97,66 97,80

FeO 0,34 0,27 0,10 0,13 0,13 0,14 0,82 -

P2O5 0,11 0,22 0,18 0,32 <LQ 0,046 0,13 <0,01

Al2O3 0,20 0,13 1,23 0,12 0,19 0,33 0,24 0,27

SiO2 <LQ 48,07 3,37 45,79 <LQ 48,69 0,66 0,50

MnO2 0,02 0,014 0,13 0,063 0,047 0,08 0,03 0,012

CaO 0,03 <LQ <LQ 0,27 0,06 0,03 0,33 0,01

MgO 0,008 0,013 0,01 0,03 0,06 0,18 0,22 <0,01

TiO2 0,016 0,014 0,04 0,02 0,02 0,02 0,018 0,01

LOI 0,25 0,26 1,00 0,32 0,16 0,22 0,52 1,40

Ʃ 100,12 100,30 101,37 100,27 99,67 99,95 100,63 100,02

Hem = hematita compacta; Itab = itabirito.

Conforme pode ser observado na Tabela 5.28, a principal diferença entre as amostras de

hematita compacta e as amostras de itabirito dos complexos estudados são os teores de Fe2O3 e SiO2,

sendo inversamente proporcionais. Analisando-se apenas as amostras de hematita compacta pode-se

observar que tanto as amostras analisadas nesse trabalho quanto as amostras da Mina de Águas Claras

e da Mina de Meghatuburu apresentam composição química simples, sendo constituídos

essencialmente por Fe2O3. Os teores médios das concentrações de Fe2O3 são superiores a 94,0% para

as minas dos complexos estudados e para as minas utilizadas como comparação. Todas as amostras

apresentam teores de FeO menores do que 1,0%, indicando que essas amostras apresentam baixa

concentração em magnetita. Os teores de P2O5 são inferiores a 0,18% e os teres de Al2O3 são inferiores

a 0,27%, exceto para as amostras hematita compacta do Complexo Fazendão que apresentam cerca de

1,23% de Al2O3. As concentrações de SiO2 são menores do que 0,66%, exceto para as amostras de

hematita compacta do Complexo Fazendão que apresentam cerca de 4,37% em SiO2. Os teores de

MnO2 são menores do que 0,012%, exceto para as amostras do Complexo Fazendão que apresentam

cerca de 0,13% em MnO2. Os teores de CaO das amostras de hematita compacta apresentam

concentrações menores do que 0,06%, enquanto que as amostras da Mina de Águas Claras apresentam

concentração média de CaO igual a 0,33% e as amostras da Mina de Meghatuburu apresentam cerca

de 0,01% de CaO. É observado, na Tabela 5.28, que as minas apresentam concentrações inferiores a

0,013% em MgO, exceto a Mina de Águas Claras que apresentam cerca de 0,22% em MgO. Todas as

minas apresentam teores inferiores a 0,04% de TiO2. Tanto as amostras analisadas nesse trabalho

quanto as amostras utilizadas para comparação apresentam valores de PPC inferiores a 1,40%,

indicando que no minério há pouca quantidade de material volátil. Com o objetivo de comparar a

composição química (%) média dos elementos maiores e menores das amostras de hematita compacta

dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira com a composição química (%) média da Mina de Águas

Claras e da Mina de Meghatuburu é apresentado o gráfico da Figura 5.43.


116

Figura 5.43: Comparação da composição química (%) média dos elementos maiores e menores das amostras de

hematita compacta dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira com a composição química (%) média das

amostras de hematita compacta da Mina de Águas Claras e da Mina de Meghatuburu.

A composição química, em ppm, média dos elementos-traços das amostras de hematita

compacta e das amostras de itabirito dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira são apresentados na

Tabela 5.29, assim como a composição química, em ppm, média dos elementos-traços das amostras de

hematita compacta da Mina de Águas Claras e da Mina de Meghatuburu.

Tabela 5.29: Composição química, em ppm, média dos elementos-traços das amostras dos complexos Itabirito,

Fazendão, Itabira, da Mina de Águas Claras (MAC) e da Mina de Meghatuburu (MM).

Traços Complexo Itabirito

Hem itab

Complexo Fazendão

Hem itab

Complexo Itabira

Hem itab

MAC

Hem

MM

Hem

Sc 0,49 0,16 0,86 0,43 0,37 0,26 <3,0 -

V 30,90 3,80 14,61 6,88 19,01 11,19 35,6 7,0

Cr 6,96 4,51 12,07 8,19 7,50 8,07 65,3 -

Ni 7,21 4,22 1,59 0,82 2,83 2,55 <20 1,9

Ga 0,65 0,18 0,85 0,34 0,34 0,28 <1,0 -

Rb 0,26 0,35 <LQ <LQ <LQ <LQ <1,0 0,93

Zr 2,43 1,08 4,46 1,71 2,95 2,35 5,8 2,59

Nb 0,25 0,05 0,39 0,23 0,24 <LQ 0,4 -

Mo 1,92 0,45 0,48 0,34 0,77 0,35 <2,0 0,7

Sb 0,71 0,27 0,09 0,04 0,08 0,02 4,0 0,1

Cs 0,06 0,04 0,03 <LQ <LQ <LQ <0,1 0,43

Ba 17,61 15,13 8,96 3,77 9,19 13,43 13,1 25,7

Hf 0,05 0,02 0,12 0,04 0,06 0,06 <0,1 0,06

Pb 1,66 0,72 3,39 0,90 0,43 0,50 <5,0 0,5

Th 0,24 0,06 0,31 0,19 0,27 0,19 0,2 0,1

U 3,43 2,67 1,20 0,65 0,67 0,36 4,5 0,5

Ʃ 74,83 33,71 49,41 24,53 44,71 39,61 161,1 41,61

Hem = hematita compacta; Itab = itabirito.

Observa-se que o somatório médio dos elementos-traços das amostras de hematita compacta

são iguais a: 74,83, 49,41 e 44,71 ppm para os Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira,


117

respectivamente. Já o somatório médio dos elementos-traços analisados das amostras de hematita

compacta da Mina de Águas Claras e da Mina de Meghatuburu são iguais a 161,10 e 41,61 ppm,

respectivamente. A elevada concentração dos elementos-traços das amostras de hematita compacta da

Mina de Águas Claras, em relação às outras áreas de estudo, é devido aos elevados teores de Cr e V,

conforme pode ser observado na Tabela 5.29. Na Figura 5.44 são apresentadas as diferentes

composições dos elementos-traços das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito das

minas estudadas, não foram relacionados os dados da Mina de Águas Claras nem da Mina

Meghatuburu, visto que não foram determinados os mesmos elementos-traços.

Figura 5. 44: Composição química média, em ppm, dos elementos-traços das amostras de hematita compacta e

das amostras de itabirito dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira.

A composição química média, em ppm, dos ETR + Y das amostras de hematita compacta e

das amostras de itabirito dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira são apresentados na Tabela 5.30,

assim como a composição química média, em ppm, dos ETR + Y das amostras de hematita compacta

da Mina de Águas Claras e da Mina de Meghatuburu.


118

Tabela 5.30: Composição química média, em ppm, dos ETR’s + Y das amostras dos Complexos Itabirito,

Fazendão, Itabira, da Mina de Águas Claras (MAC) e da Mina de Meghatuburu (MM).

ETR’s + Y Complexo Itabirito

Hem itab

Complexo Fazendão

Hem itab

Complexo Itabira

Hem itab

MAC

Hem

MM

Hem

La 1,78 0,34 2,91 0,56 1,04 0,83 1,06 0,53

Ce 3,46 0,59 5,60 1,05 1,70 1,38 1,88 0,66

Pr 0,47 0,07 0,57 0,32 0,14 0,27 0,28 0,08

Nd 2,22 0,36 2,67 0,64 1,00 0,88 1,34 0,34

Sm 0,46 0,08 0,53 0,15 0,17 0,20 0,36 0,10

Eu 0,15 0,03 0,16 0,06 0,07 0,07 0,14 0,08

Gd 0,53 0,12 0,47 0,18 0,19 0,22 0,53 0,19

Tb 0,08 0,02 0,06 0,03 0,03 0,03 0,09 0,03

Dy 0,53 0,15 0,30 0,18 0,17 0,24 0,55 0,22

Ho 0,11 0,04 0,06 0,04 0,04 0,06 0,12 0,05

Y 3,41 1,22 1,52 1,75 1,18 1,85 4,99 2,13

Er 0,34 0,12 0,15 0,15 0,12 0,18 0,34 0,16

Tm 0,05 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,05 0,03

Yb 0,33 0,14 0,14 0,17 0,13 0,19 0,28 0,18

Lu 0,06 0,03 0,02 0,03 0,02 0,03 0,04 0,03

Ʃ 13,99 3,33 15,19 5,34 6,03 6,47 12,05 4,81

Hem = hematita compacta, Itab = itabirito.

Conforme pode ser observado na Tabela 5.30, o somatório médio dos ETR’s + Y das amostras

de hematita compacta é superior ao somatório médio dos ETR’s + Y para as amostras de itabirito do

Complexo Itabirito e Complexo Fazendão. Já no Complexo Itabira o somatório médio dos ETR’s + Y

é um pouco superior nas amostras de itabirito quando comparado com as amostras de hematita

compacta desse mesmo complexo, conforme pode ser observado na Tabela 5.30. Com o objetivo de se

comparar as concentrações dos ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das amostras de

itabirito dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira é apresentada a Figura 5.45.

Figura 5.45: Comparação entre os ETR’s + Y das amostras de hematita compacta e das amostras de itabirito dos

Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira, com valores normalizados pelo PAAS (McLennan 1989).


119

Pode-se observar que tanto as amostras de hematita compacta quanto as amostras de itabirito

apresentam anomalias positivas de Eu, indicando uma contribuição hidrotermal na formação desses

minérios. É observado também que há, preferencialmente, um enriquecimento de ETRP em relação

aos ETRL e que há presença de anomalias positivas leves de Y. As amostras de hematita compacta

apresentam-se mais enriquecidas em ETR’s + Y quando comparadas com as amostras de itabirito do

mesmo complexo. Esse fato está diretamente relacionado com a imobilidade dos elementos terras raras

frente a processos supergênicos, em que há lixiviação da sílica.

Pode-se observar, Tabela 5.30, que o somatório médio dos ETR’s + Y das amostras de

hematita compacta são iguais a 13,99, 15,19 e 6,03 ppm para os Complexos Itabirito, Fazendão e

Itabira, respectivamente. Já o somatório médio dos ETR’s + Y analisados nas amostras de hematita

compacta da Mina de Águas Claras e da Mina de Meghatuburu são iguais a 12,05 e 4,81 ppm,

respectivamente. Esses valores são bem semelhantes quando comparado com as amostras de hematita

compacta das minas estudadas, podendo indicar que essas amostras podem ter sido formadas por

processos de mineralização similares. Com o objetivo de se comparar as concentrações dos ETR’s + Y

das amostras de hematita compacta dos Complexos Itabirito, Fazendão, Itabira, da Mina de Águas

Claras e da Mina de Meghatuburu é apresentado a Figura 5.46. Em todas as amostras de hematita

compacta são evidenciados anomalias positivas de Eu, têm-se, preferencialmente, um enriquecimento

de ETRP em relação aos ETRL e também há anomalias positivas de Y. Esses fatores reforçam ainda

mais uma origem similar pra esses minérios hematíticos de diferentes regiões.

Figura 5.46: Comparação entre os ETR’s + Y das amostras de hematita compacta dos Complexos Itabirito,

Fazendão, Itabira, da Mina de Águas Claras e da Mina de Meghatuburu, com valores normalizados pelo PAAS

(McLennan 1989).


120

CAPÍTULO 6

CONCLUSÃO

As amostras de hematita compacta de todas as minas estudadas apresentam composição

mineralógica bastante simples, em que se predomina a presença de hematita, sendo encontrado

também magnetita e martita, em pequena proporção. Já as amostras de itabirito são formadas,

essencialmente, por camadas alternadas de ferro e sílica, em que se tem a hematita como óxido

predominante, observou-se também a presença de magnetita e martita, em pequenas proporções, em

algumas amostras. Na parte silicosa dos itabiritos têm-se, principalmente, o quartzo e também, foi

observada a presença de mica branca em muitas amostras.

Nos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira foram observados que há predominância de grãos

lamelar de hematita e em algumas amostras também foi evidenciada a presença de grãos granular. As

amostras de hematita compacta e as amostras de itabirito dos Complexos Fazendão e Itabira possuem

maiores quantidades de magnetita e martita quando comparado com as amostras do Complexo

Itabirito. Na parte silicosa das amostras de itabirito dos Complexos Itabirito e Fazendão têm-se

essencialmente quartzo e alguns grãos pontuais de mica branca. No Complexo Itabira foi evidenciado,

além do quartzo e da mica branca, a presença de clorita que também é comumente encontrada na parte

silicosa desse tipo de minério.

Observou-se que todas as amostras de hematita compacta dos complexos estudados possuem

grande semelhança geoquímica entre si, assim como as amostras de itabirito, quando se analisam os

elementos maiores e menores. Obviamente, a principal diferença entre as amostras de hematita

compacta e as amostras de itabirito está nos teores de ferro e sílica, em que a hematita compacta

apresenta um valor mínimo ou isento de SiO2. Já as amostras de itabirito apresentam um teor

considerável de SiO2. Nas amostras de itabirito pode-se perceber que quanto maior o teor em sílica

menor o seu teor em ferro, ou seja, esses elementos são inversamente proporcionais, evidenciando a

importância do processo de enriquecimento supergênico presente no minério. Os teores de Fe2O3 para

as amostras de hematita compacta variam entre 98,51-99,84%, 87,45-98,51% e 98,59-99,74% para os

Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira, respectivamente. Já os teores de Fe2O3 para as amostras de

itabirito variam entre 45,0-62,0%, 33,42-69,25% e 44,68-60,30% para os Complexos Itabirito,

Fazendão e Itabira, respectivamente. Todas as amostras apresentaram valores de FeO menores do que

1,0%, esse fato pode ser justificado pelos baixos teores de magnetita encontrados nas amostras.

Em relação aos elementos maiores e menores as amostras de hematita compacta do Complexo

Itabirito apresentaram, em média, um somatório de: 0,11% de P2O5, 0,20% de Al2O3, 0,02% de MnO2,


122

0,03% de CaO, 0,01% de MgO e 0,02% de TiO2. As amostras de hematita compacta do Complexo

Fazendão apresentaram, em média, um somatório de: 0,18% de P2O5, 1,23% de Al2O3, 0,13% de

MnO2,<LQ de CaO, 0,01% de MgO e 0,04% de TiO2. Já as amostras de hematita compacta do

Complexo Itabira apresentaram, em média, um somatório de: <LQ de P2O5, 0,19% de Al2O3, 0,05% de

MnO2, 0,06% de CaO, 0,06% de MgO e 0,02% de TiO2. Em relação ao teor de sílica, as amostras de

hematita compacta do Complexo Fazendão apresentam um valor médio de 4,37% de SiO2 e as

amostras de hematita compacta do Complexo Itabirito e Itabira apresentam valor menor que o limite

de quantificação do equipamento para esse elemento. Em relação ao PPC, os valores médios

encontrados foram: 0,25, 1,0 e 0,16% para as amostras de hematita compacta dos Complexos Itabirito,

Fazendão e Itabira, respectivamente.

Em média, os somatórios dos elementos-traços nas amostras de hematita compacta foram

iguais a: 74,83, 49,41 e 44,71 ppm e nas amostras de itabirito esses somatórios foram iguais a: 33,71,

24,53 e 39,61 ppm para as amostras dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira, respectivamente.

Tanto as amostras de hematita compacta quanto as amostras de itabirito mostram baixas concentrações

nos elementos-traços Sc, Hf e Th que são elementos que podem indicar contaminação clástica. Esse

resultado está de acordo com a mineralogia das amostras que são bastante homogêneas, em que as

amostras de hematita compacta são constituídas essencialmente por hematita e as amostras de itabirito

são constituídas, principalmente, por hematita e quartzo.

Observou-se que as amostras de hematita compacta apresentam concentrações superiores de

ETR’s + Y quando comparado com as amostras de itabirito da mesma mina. No caso da Mina

Periquito (Complexo Itabira) tem-se que as concentrações dos ETR’s + Y das amostras de hematita e

de itabirito são similares. Esse fato está de acordo com os estudos de McLennan & Taylor (1991) e

Murray et al. (1991) que dizem que os elementos terras raras podem apresentar pouca mobilidade

durante processos pós-deposicionais.

Em média, o somatório dos ETR’s + Y das amostras de hematita compacta do Complexo

Itabirito foram iguais a 17,91 e 5,53 ppm para as amostras da Mina Galinheiro e da Mina do Pico,

respectivamente. Já a Mina Sapecado apresentou uma amostra de hematita compacta, MP-18, com

concentração de 10,91 ppm e uma outra, MP-17, com concentração de 48,19 ppm. Todas as amostras

de itabirito analisadas, desse complexo, apresentaram somatório de ETR’s + Y inferiores a 5,0 ppm.

As amostras de hematita compacta do Complexo Fazendão possuem somatório médio de ETR’s + Y

igual a 8,40 ppm para as amostras da Mina São Luiz, 7,12 e 41,70 ppm para as amostras MCF-06 e

MCF-05 da Mina Tamanduá, respectivamente. Já a amostras de hematita compacta da Mina Almas

apresentaram somatório de ETR’s + Y igual a 15,71 ppm. Para todas as amostras de itabirito

analisadas desse complexo têm-se um somatório de ETR’s + Y inferior a 7,0 ppm. As amostras de

hematita compacta do Complexo Itabira possuem somatório do ETR’s + Y igual a 7,91 ppm para a


123

amostra MC-01 e 5,98 ppm para a amostra de itabirito, MC-02, ambas as amostras pertencentes a

Mina Conceição. Já as amostras da Mina Periquito possuem um somatório médio de ETR’s + Y igual

a 6,08 e 6,50 ppm para as amostras de hematita compacta e para as amostras de itabirito,

respectivamente.

Os ETR’s + Y foram normalizados pelo PAAS (McLennan 1989). Todas as amostras

analisadas, tanto as amostras de hematita compacta quanto as de itabirito, possuem anomalias

positivas de Eu. Esse fato pode estar diretamente relacionado com a hipótese de que esses minérios

foram formados por soluções hidrotermais.

A maioria das amostras de hematita compacta e todas as amostras de itabirito do Complexo

Itabirito e do Complexo Fazendão apresentaram anomalias positivas de Ce (Bolhar et al. 2004). As

amostras que possuem anomalias negativas de Ce são as amostras de hematita compacta MP-08 (Mina

do Pico) e MP-17 (Mina Sapecado) ambas pertencentes ao Complexo Itabirito e as amostras de

hematita compacta MCF-03 e MCF-04 (Mina São Luiz) ambas pertencentes ao Complexo Fazendão.

Já as amostras de hematita compacta MC-06 e MC-10 e as amostras de itabirito MC-05 e MC-07 da

Mina Periquito, pertencentes ao Complexo Itabira, apresentaram anomalias positivas de Ce. Já as

amostras de hematita compacta, do mesmo complexo, MC-01, MC-04 e MC-08 e as amostras de

itabirito MC-03 e MC-09 possuem anomalias negativas de Ce. De acordo com Bau & Dulski (1996),

anomalias negativas em Ce podem estar relacionadas com um ambiente de deposição oxidante e

anomalias positivas de Ce é sugerido um ambiente deposicional redutor.

Segundo Bolhar et al. (2004), as razões Y/Ho maiores do que 26 podem indicar anomalias

positivas de Y e as razões menores do que 26 podem indicar anomalias negativas nesse elemento. Rios

et al. (2012), em seus estudos, sugerem que as amostras com razões Y/Ho <30 podem indicar uma

possível influência de águas continentais no período de deposição dessas rochas. As amostras que

possuem razões Y/Ho <30 são: i) a amostra de itabirito MP-03 (Mina Galinheiro), as amostras de

hematita compacta MP-09 e MP-16 (Mina do Pico) e a amostra de hematita compacta MP-17 (Mina

Sapecado) pertencentes ao Complexo Itabirito; ii) as amostras de hematita compacta MCF-01 (Mina

São Luiz), a amostra MCF-05 (Mina Tamanduá) e a amostra MCF-09 (Mina Almas) pertencentes ao

Complexo Fazendão e iii) apenas a amostra de hematita compacta MC-08 (Mina Periquito)

pertencente ao Complexo Itabira. As médias das razões Y/Ho para as amostras de hematita compacta

foram iguais a 31,15, 27,00 e 32,46 para os Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira, respectivamente.

Já para as amostras de itabirito as médias das razões Y/Ho foram iguais a 34,00, 38,59 e 33,40 para

esses mesmos complexos.

Bau & Moller (1993), sugerem que as razões (Eu/Sm) >1 e (Sm/Yb) <1 podem indicar que as

amostras não possuem contaminação clástica. Todas as amostras estudadas possuem a razão


124

(Eu/Sm) >1. Em relação ao segundo critério, (Sm/Yb) <1, existem algumas exceções, tais como as

amostras de hematita compacta: MP-08 (Mina do Pico) e MP-18 (Mina Sapecado) pertencentes ao

Complexo Itabirito, as amostras de hematita compacta: MCF-01, MCF-04, MCF-05 e MCF-09

pertencentes ao Complexo Fazendão e as amostras MC-01 e MC-08 (amostras de hematita compacta)

e MC-03 (amostra de itabirito) que possuem a razão (Sm/Yb) >1.

A razão dos elementos terras raras (Pr/Yb)PAAS >1 (Bolhar et al. 2004), podem indicar,

preferencialmente, um enriquecimento dos ETRL em relação aos ETRP. As amostras que

apresentaram (Pr/Yb)PAAS >1 foram: i) as amostras de hematita compacta MP-08 (Mina do Pico) e

MP-17 (Mina Sapecado) pertencentes ao Complexo Itabirito; ii) as amostras de hematita compacta

MCF-01 (Mina São Luiz), MCF-05 (Mina Tamanduá) e MCF-09 (Mina Almas) pertencentes ao

Complexo Fazendão e iii) as amostras de hematita compacta MC-01 (Mina Conceição), MC-04 e

MC-08 (Mina Periquito) e a amostra de itabirito MC-03 (Mina Periquito) sugerindo portanto, que há

um enriquecimento dos ETRL em relação aos ETRP. Já a maioria das amostras possuem

(Pr/Yb)PAAS <1, podendo indicar que há, principalmente, um enriquecimento dos ETRP em relação aos

ETRL.

As amostras de hematita compacta do Complexo Itabirito foram as que apresentaram os

maiores teores médio de Fe total e os maiores teores médio de elementos-traços analisados, quando

comparado com os outros complexos estudados. A variação na concentração de elementos-traços,

inclusive os ETR’s + Y, podem indicar heterogeneidade na concentração original dos fluidos

mineralizantes ou nos processos envolvidos na gênese desse tipo minério. Apesar das variações de

concentração, observou-se, principalmente, um enriquecimento dos ETRP em relação aos ETRL.

As amostras de hematita compacta dos Complexos Itabirito, Fazendão e Itabira foram

comparadas com as amostras de hematita compacta da Mina de Águas Claras (Spier et al. 2007) e com

as amostras de hematita compacta da Mina Meghatuburu (Beukes et al. 2008). Observou-se que todas

as amostras possuem composição bastante simples, em que se tem a hematita como óxido

predominante. Todas as amostras, tanto as dos complexos estudados quanto as das minas usadas para

comparação possuem anomalias positivas de Eu. A Mina de Águas Claras e a Mina Meghatuburu

também apresentaram, principalmente, um enriquecimento dos ETRP em relação aos ETRL. Logo,

esses minérios são geoquímicamente semelhantes, o que nos permite concluir que eles podem ter sido

formados pelo mesmo processo de mineralização.

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