Noes de Prospeco e Pesquisa Mineral para Tcnicos em Geologia e Minerao

Presidente da Repblica Luiz Incio Lula da Silva Ministro da Educao Fernando Haddad Secretaria de Educao Profissional Tecnolgica Eliezer Moreira Pacheco Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Rio Grande do Norte (IFRN) Reitor Belchior de Oliveira Rocha Diretor da Campos Central de Natal Enilson Arajo Pereira Pr-Reitor de Pesquisa e Inovao Jos Yvan Pereira Leite Coordenador da Editora do IFRN Samir Cristino de Souza Conselho Editorial Samir Cristino de Souza (Presidente) Andr Luiz Calado de Arajo Dante Henrique Moura Jernimo Pereira dos Santos Jos Yvan Pereira Leite Valdenildo Pedro da Silva

MARIO TAVARES DE OLIVEIRA CAVALCANTI NETO ALEXANDRE MAGNO ROCHA DA ROCHA

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

2010

Noes de Prospeco e Pesquisa Mineral para tcnicos em Geologia e Minerao Copyright 2010 da Editora do IFRN Todos os direitos reservados Nenhuma parte dessa publicao poder ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, eletrnico ou mecnico, incluindo fotocpia, gravao ou qualquer tipo de sistema de armazenamento e transmisso de informao, sem prvia autorizao, por escrito, da Editora do IFRN. O contedo desta obra de inteira responsabilidade dos autores. Diviso de Servios Tcnicos. Catalogao da publicao na fonte. Biblioteca Sebastio Fernandes (BSF) IFRNNoes de Prospeco e Pesquisa Mineral para Tcnicos de Geologia e Minerao/ Mrio Tavares de Oliveira Cavalcanti Neto e Alexandre Magno Rocha da Rocha Natal/RN: Editora do IFRN-RN, 2010. 267 p. ISBN 978-85-89571-52-4 1. Prospeco e Pesquisa Mineral. 2. Ensino. 3. Cincia e tecnologia. I. Cavalcanti Nt., Mrio Tavares de O., II. Rocha da Rocha, Alexandre Magno. IV. Ttulo. IFRN-RN/BMC CDU 81

EDITORAO Samir Cristino de Souza DIAGRAMAO E CAPA Karoline Rachel Teodosio de Melo CONTATOS Editora do IFRN Av. Senador Salgado Filho, 1559, CEP: 59015-000 Natal-RN. Fone: (84)4005-2668/ 3215-2733 Email: editora@cefetrn.br

NOTA DOS AUTORES Aps 20 anos auxiliando na formao de Tcnicos de Geologia e Minerao, nos tomamos de sobressalto com a constatao de que nenhum livro didtico havia sido produzido para esses profissionais at a presente data. As leituras tcnicas sempre foram extradas de simplificaes de Livros destinados a Gelogos e Engenheiros de Minas, resumos ou anotaes, s vezes em formato de apostilas, entre outras modalidades do gnero. O desafio estava, portanto, lanado: publicar um Livro destinado exclusivamente para esse segmento de profissionais que tm prestado contribuies incomensurveis e decisivas ao setor Mineral Brasileiro, mas que se mantm a margem do merecido reconhecimento, na grande maioria das vezes no lhes cabendo sequer o papel de coadjuvantes. Foram necessrios 2 anos para concluir a presente obra. Iniciamos com um site, solicitando a contribuio de tcnicos que atuam no mercado. Vrios deles nos atenderam, merecendo registro a participao de Gustavo Luiz de Oliveira, atravs do qual desejamos externar nossos agradecimentos a todos os demais que nos enviaram crticas, sugestes e incentivos. Foi decisivo o apoio da Pr-Reitoria de Pesquisa, atravs do prof. Jos Yvan Pereira Leite e do bolsista de Iniciao Cientfica Rai Roberto Dantas da Cunha. No poderamos deixar de reconhecer a ajuda da atual Diretoria do DIETREN, cujo Diretor prof. Joo Batista Monteiro de Sousa viabilizou ambiente para concluirmos este trabalho. E, finalmente, a todos os alunos dos cursos de Geologia e Minerao do IFRN que utilizaram o site como uma espcie de Livro-Texto e propiciaram o feedback para nos orientar nessa empreitada. Ao concluirmos este Livro, nos sentimos revigorados e j planejamos futuras edies com estes e outros temas de interesse, como Geofsica, Pesquisa de Rochas Ornamentais, Geoprocessamento, Economia Mineral, etc., e com maior participao de professores coautores e contribuies de profissionais da rea. Aguardamos desde j essas participaes e contribuies. O nosso principal intuito com este trabalho prestar uma merecida homenagem categoria com o primeiro Livro dedicado exclusivamente para esses profissionais. So milhares de Tcnicos de Geologia e Minerao, espalhados por todo o Brasil e pelo Exterior, personagens annimos de grandes descobertas e produes minerais. Graas aos seus esforos e dedicao viabilizaram o curso Tcnico de Geologia e Minerao do Rio Grande do Norte, o mais antigo em atividade no Brasil, tornando-nos referncia nacional na formao de profissionais nas reas de Pesquisa Mineral, Lavra e Tratamento de Minrio. Na oportunidade em que a Instituio comemora os cem anos, nada mais justo que agradecer o que esses profissionais fizeram e fazem para divulgar e promover o curso. Que este Livro seja uma sntese desse reconhecimento e que ele possa ser de grande proveito a todos.

APRESENTAO No inicio do curso de geologia no Brasil, em 1957, pela falta de especialistas na rea, tornouse necessrio import-los de outros pases para completarem o quadro de docentes. Estes, por sua vez, tinham dificuldades de comunicao, o que ensejou a no existncia de publicaes, at mesmo de livros didticos em nosso idioma, problema que perdura at os dias atuais, sendo raras as publicaes de trabalhos em portugus. Portanto, apresentar este trabalho, alm da grande responsabilidade que me cabe, por se tratar da exposio de conhecimentos adquiridos em anos de pesquisa, elaborada por tcnicos de respeitabilidade, com alto grau de experincia na atividade de prospeco e pesquisa mineral, torna este livro, uma obra de grande valor didtico, da qual, todos ns especialistas do setor, devemos ter orgulho. com grande satisfao que apresento esta obra de grande relevncia para nosso setor, indispensvel em nossas bibliotecas. Pois o Brasil com uma rea de oito e meio milhes de quilmetros quadrados, alm da plataforma continental, carece de mais especialistas, com esta fora de vontade e o amor que estes autores dedicam a atividade, produzindo informaes para elevar a qualificao dos profissionais do setor, mostrando passo a passo as noes de prospeco e pesquisa, com grande riqueza de detalhes, simplicidade e clareza.

Carlos Magno Bezerra Cortez Gelogo Chefe do 14 Distrito do DNPM

SUMRIO

I INTRODUO .............................................................................................. I.1 Definies ................................................................................................. I.2 Anomalia, Background, Limiar ................................................................ I.3 Teores ........................................................................................................ I.4 Associaes Geoqumicas e Minerais Formadores de Depsitos Minerais..................................................................................................... I.5 Exerccio para Fixao ............................................................................. II NOES DE DEPSITOS MINERAIS .................................................... II. 1 Introduo ............................................................................................... II.2 - Quanto a Forma do Corpo Mineralizado ................................................. II.3 - Quanto ao Processo Formador ................................................................. II.4 - Quanto a Caractersticas Especiais .......................................................... II.5 Tectnica Global e Metalogenia .............................................................. II.6 Classificao dos Depsitos Minerais Quanto a Regularidade ............... II.7 Descrio de Depsitos Minerais ............................................................ III - REGISTRO GRFICO DE DEPSITOS MINERAIS ........................... III.1 Introduo .............................................................................................. III.2 Noes de Cartografia e Geoprocessamento .......................................... III.3 Mapas Temticos nfase na Geologia ................................................ III.4 Blocos Diagramas, Desenhos Esquemticos e Documentao Fotogrfica.............................................................................................. III.5 Levantamentos Expeditos ......................................................................

13 13 18 22 26 29 31 31 31 33 47 61 65 71 73 73 73 90 106 108

IV - SELEO DE ALVOS (TARGET) e CARACTERIZAO DE PROSPECTOS...................................................................................................... IV.1 Introduo ............................................................................................ IV.2 O Aspecto Econmico ......................................................................... IV.3 Informaes Existentes ........................................................................ IV.4 Seleo de Alvos com Imagens de Satlite, Radar e Fotografia Area IV.5 Seleo de Alvos com a Geofsica ....................................................... IV.6 Seleo de Alvos com a Geoqumica ................................................... V - NOES DE GEOQUMICA DE EXPLORAO ................................. V.1 Definies Bsicas ................................................................................ V.2 Abundncia dos Elementos Qumicos na Crosta ................................... V.3 Classificao Geoqumica dos Elementos .............................................. V.4 - Ciclos Geoqumicos e Ambientes Geoqumicos .................................... V.5 - Mobilidade Geoqumica ......................................................................... V.6 - Associaces Geoqumicas ....................................................................... V.7 - Provncias Geoqumicas X Provncias Metalogenticas ......................... V.8 Etapas e Nveis dos Levantamentos Geoqumicos ................................. V.9 Anomalias e Paisagem Geoqumica ...................................................... V.10 - Contraste Geoqumico ......................................................................... V.11- Principios de Interpretao de Dados Geoqumicos ............................... V.12 - Principais Mtodos da Geoqumica de Explorao ............................. V.13 Sedimento de Corrente ......................................................................... V.14 Pedogeoqumica ................................................................................... V.15 Litogeoqumica .................................................................................... V.16 Concentrado de Batia ......................................................................... V.17 - Controle de Qualidade de Amostragem ................................................

113 113 115 115 117 120 123 125 125 125 129 131 133 140 140 141 146 153 154 156 158 167 169 171 172

V.18 Evoluo Terica de uma Campanha de Amostragem Geoqumica ......... V.19 Tipos de Anlises Qumicas em Pesquisa Mineral .................................. VI TRINCHEIRAS E POOS DE PESQUISA ............................................. VI.1 Definies, Tipos, Planejamento e Execuo ........................................ VI.2 Levantamento ......................................................................................... VI.3 Poo de Pesquisa .................................................................................... VII SONDAGEM GEOLGICA .................................................................... VII.1 Objetivos e Definies .......................................................................... VII.2 Tipos de Sondagem ............................................................................... VII.3 Alguns Exemplos Prticos (RESUMIDOS) .......................................... VIII AVALIAO ............................................................................................. VIII.1 Introduo ............................................................................................ VIII.2 - Parmetros de avaliao de jazidas ...................................................... VIII.3 Servios Mineiros ................................................................................ VIII.4 - Cubagem de Reservas ........................................................................... REFERNCIAS....................................................................................................

175 176 179 179 181 191 197 197 198 223 235 235 240 242 253 261

I - INTRODUO I.1 Definies Pesquisa e Prospeco Mineral um conjunto de conhecimentos, tcnicas e ferramentas utilizadas para a descoberta e estudo de Depsitos Minerais. Os conhecimentos referidos na Definio acima so, entre outros: Mineralogia, Petrografia (gnea, Metamrfica e Sedimentar), Geologia Estrutural, Cartografia, Depsitos Minerais (ou Geologia Econmica), Foto-geologia, Informtica Aplicada, Estatstica Aplicada (ou Geoestatstica), Geotectnica, etc, etc, etc. Um Depsito Mineral Recurso Natural no-renovvel, especificamente um Recurso Mineral metlico e/ou no-metlico. A Prospeco e Pesquisa Mineral tratam da execuo dos trabalhos necessrios definio da jazida mineral, sua avaliao e a determinao da exeqibilidade do seu aproveitamento econmico. Alguns autores diferenciam explorao e prospeco, sendo o objetivo da Prospeco o reconhecimento geral de um Depsito Mineral, enquanto a Explorao o reconhecimento detalhado do Depsito Mineral. Os trabalhos de Prospeco e Pesquisa Mineral incluem, entre outros: Seleo de Alvos (anomalias); Levantamentos Geolgicos, Geoqumicos e Geofsicos; Planejamento, Execuo e interpretao de trincheiras, poos de pesquisa e sondagem, Quantificao de reservas minerais e determinao da viabilidade tcnica do seu aproveitamento econmico. A Pesquisa e a Prospeco Mineral so, na realidade, as primeiras fases da Minerao. Segundo os economistas a Minerao um dos setores de maior risco de retorno do capital empregado. Esse risco varia em funo do estgio em que se encontra o projeto de Minerao (vide figura I.1) que consta de planejamento, compilao de dados e pesquisa bibliogrfica, reconhecimento, identificao de alvos, testes dos alvos, desenvolvimento dos estudos sobre o Depsito Mineral, Desenvolvimento da Mina e, finalmente, a Minerao. Cada um desses estgios envolve diversas atividades, tcnicas e procedimentos os quais somente so realizados aps criteriosa tomada de deciso sobre a continuidade do empreendimento e na dependncia de resultados anteriores. Neste livro pretendemos apresentar as diversas atividades que um Tcnico de Geologia e/ou de Minerao desenvolve: levantamento, armazenagem e, em diversos casos, a interpretao de informaes para as tomadas de decises durante todos os estgios da minerao, que vo desde as de cunho bibliogrfico, de campo at as de escritrio. Para tanto, dividimos este Livro numa primeira parte que visa apresentar algumas definies bsicas de Depsitos Minerais e sua classificao. Em seguida, e ainda definido como bsico, 13

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

Figura I.1: Estgios e dispndios em um programa de explorao mineral, modificado de de SHINTAKU (1998) e http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/pt/Mineral_exploration#Stages_of_mineral_exploration

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Depsitos Minerais so acumulaes ou concentraes anmalas locais de rochas e minerais teis ao homem. Elas podem acumular minerais metlicos ou no-metlicos. No jazimento metlico um elemento qumico presente o objeto do interesse do homem (por ex: na scheelita o W; na pirolusita o Mn; na cassiteria o Sn, etc), enquanto no no-metlico uma propriedade fsica, como, por exemplo: minerais gemas (beleza, brilho, etc), argila (plasticidade), moscovita (resistncia eltrica), etc. Alguns Depsitos Minerais no-metlicos tambm so chamados de Depsitos de Minerais Industriais que so, na realidade, rochas e minerais no-metlicos, aplicados em produtos e processos, como matrias primas, insumos ou aditivos, em diversos segmentos industriais, tais como, cermicas, tintas, fertilizantes, papel, farmacutico, vidro, abrasivos, plsticos, borracha, cimento e materiais de construo (ver Tabela I.1). Alguns minerais metlicos tambm so englobados nessa classificao dependendo do seu uso. TABELA I.1 RELAO DE ALGUNS MINERAIS CLASSIFICADOS COMO INDUSTRIAISAlumina/Bauxita Amianto Argilas plsticas/ Ball Clay Barita Bentonita/ Atapulgita/ Sepiolita Minerais de Berlio Carbonato de Clcio Calcrio/Cal Diamante Diatomita Dolomita Feldspato/ Nefelina-Sienito Fluorita Mica Olivina Perlita Potssio Slica/Quartzo Ardsia Vermiculita Talco

Pirofilita Fosfatos/ Apatita Minerais de Titnio

Sal

Grafita xido de Ferro Minerais de Ltio

Gesso Caulim/ Haloisita

Quando o Depsito Mineral pode ser aproveitado economicamente denominado de Jazida Mineral, ao passo que no sendo possvel seu aproveitamento econmico denominase de Ocorrncia Mineral. 15

A tabela I.2 apresenta uma lista de elementos e seus respectivos minerais metlicos. TABELA I.2 ALGUNS ELEMENTOS QUMICOS E SEUS RESPECTIVOS MINERAIS METLICOS

Elementos e respectivos smbolos qumicos

Minerais mais comuns e respectivas composies qumicas

Elementos e respectivos smbolos qumicos

Minerais mais comuns e respectivas composies qumicas

Elementos e respectivos smbolos qumicos

Minerais mais comuns e respectivas composies qumicas

Elementos e respectivos smbolos qumicos

Minerais mais comuns e respectivas composies qumicas

Alumnio, Al

Bauxita, mistura de hidrxidos de alumnio e minerais argilosos Estibinita (antimoni-te), Sb2S3 Jamesoni-te, Pb4FeSb6S14

Mangans, Mn

Pirolusita, MnO2

Cromo, Cr

Cromita, (Fe, Mg) Cr2O4

Estanho, Sn

Cassiterite, SnO2 Estannite, Cu2FeSnS4

Antimnio, Sb

Mercrio, Hg

Cinbrio, HgS

Cobalto, Co

Cobaltita, CoAsS

Titnio, Ti

Rutilo, TiO2 Ilmenita, FeTiO3

Arsnio, As

Arsenopirita, FeAsS

Molibdnio, Mo

Molibdenite, MoS2

Cobre, Cu

Cobre nativo, Cu Cuprita, Cu2O Calcopirita, CuFeS2 Calcosita, Cu2S Malaquita, Cu2[(OH)2CO3] Azurita, Cu3[OH CO3]2 Covelita, CuS

Tungstnio, W

Volframita, (Fe, Mn)WO4 Schelita, CaWO4

Berlio, Be

Berilo, Be3Al2Si6O18

Nquel, Ni

Pentlandita, (Ni, Fe)9S8 Niquelina, NiAs Cloantita, (Ni, Co) As3 Garnierita, (Ni, Mg)6[(OH)8Si4O10

Ferro, Fe

Magnetita, Fe3O4 Hematita, Fe2O3 Limonita, FeOOHnH2O Siderita, FeCO3 Pirite, FeS2

Urnio, U

Uraninita, UO2 Torbernita, Cu(UO2)2P2O812H2O Autunita, Ca(UO2)2P2O88H2O

Bismuto, Bi

Bismuto nativo, Bi Bismutinite, Bi2S3 Bismite, Bi2O3

Ouro, Au

Ouro nativo, Au Silvanite, AgAuTe4 Calaverite, AuTe2

Chumbo, Pb

Galena, PbS Anglesite, PbSO4 Cerussite, PbCO3

Vandio, V

Descloizita, Pb(Zn, Cu)[OH VO4] Vanadinita, Pb5[Cl (VO4)3] Zincita, ZnO Esfalerita (blenda), ZnS Smithsonita, ZnCO3

Cdmio, Cd

Greenoc-kita, CdS

Prata, Ag

Prata nativa, Ag Argentita, Ag2S Silvanita, AgAuTe4 Estefanita, Ag5SbS4

Magnsio, Mg

Magnesita, MgCO3

Zinco, Zn

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O mineral-minrio a substncia mineral (til ao homem) objeto do interesse econmico, enquanto a ganga so todos os minerais constituintes da rocha exceto o mineralminrio e o(s) possvel(is) sub-produto(s). O sub-produto um mineral-minrio cuja extrao no se justifica economicamente a no ser que sua explorao seja realizada em conjunto com um mineral-minrio principal. s vezes somente com a extrao conjunta do subproduto e do mineral-minrio principal torna um jazimento mineral vivel sob a tica econmica. A rocha que contm o mineral-minrio chamada de minrio (ou seja, a rocha que hospeda a mineralizao = Hospedeira). A rocha diretamente em contato com o minrio chamada de encaixante. As rochas encaixantes e as pores do minrio que no contm a mineralizao (o mineral-minrio) so chamadas de Estril. O TEOR uma relao entre a quantidade de mineralminrio e minrio, ou seja, T = MM / M, onde MM= Mineral-Minrio, M=Minrio e T = Teor (se o teor dado em percentagem multiplica-se o resultado por 100). As unidades de teor mais utilizadas em Pesquisa Mineral so: %, g/ton, ppm, ppb, Kg/ton. A determinao de TEOR por Potncia Reduzida (ver figura I.2) um mtodo de inferncia de teor empregada apenas para minerais que se apresentam em camadas na escala de percentagem, conforme representao na figura I.2. Se faz pela contagem dos gros minerais contidos numa canaleta imaginria (por exemplo: 10 cm de largura e comprimento igual espessura da camada).

Dimenso dos Representao Quantidade gros Gros (cm) em mm 1,0 01 1,0 0,9 02 1,5 0,8 02 1,2 0,7 02 1,0 0,6 03 1,0 0,5 04 1,0 0,4 07 1,0 0,3 11 1,0 0,2 25 1,0 0,1 100 1,0 Figura I.2: Cartela para auxiliar na Contagem de Teor (Potncia Reduzida)

Calcula-se a representao em milmetros da espessura dos gros como se fosse um cordo de 10 cm de comprimento conforme o exemplo do pargrafo anterior. O Teor igual a = Espessura de mineral-minrio (ou representao em mm / espessura da camada) x 100 (multiplica por 100 se o teor dado em %). 17

Suponha que uma camada de escarnito tem 1,0 m de espessura e foi contado, numa canaleta imaginria de 10 cm de largura e 1,0 m de comprimento, em um determinado local desta camada, 1 gro de scheelita de 1 cm quadrado e 50 gros de scheelita de 0,1 cm. Neste caso ns teramos uma espessura de mineral-minrio de 1,5 mm. Dividindo 1,5 mm por 1000 mm (= 1,0m) teramos que o teor de scheelita (CaWO4) de 0,15%. Como o xido estvel desse bem mineral metlico o WO3 e na scheelita aproximadamente 70% de trixido de tungstnio, temos que o teor de 0,1125% ou 0,11% WO3. O CUT-OFF ou TEOR DE CORTE o teor mnimo da substncia til que permite a sua extrao econmica, enquanto o TEOR CRTICO o teor limite entre Lucro e Prejuzo de uma atividade econmica de minerao. Obviamente que esses conceitos variam em funo do preo de mercado do bem mineral. Voltaremos a falar mais de teor adiante no item I.3 e no captulo sobre Cubagem de Reservas.

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

I.2 - Anomalia, Background, Limiar, etc. ANOMALIA uma concentrao ANORMAL de um elemento qumico e/ou mineral na crosta terrestre. A concentrao NORMAL de um elemento na crosta terrestre chamada de CLARQUE. As Tabelas I.3 a e I.3 b listam os teores considerados normais de alguns elementos qumicos e o fator de enriquecimento. Devido afinidade de determinados elementos qumicos por determinados tipos de rocha o seu teor maior que o teor mdio do elemento na Crosta Terrestre sem que isso se constitua obrigatoriamente numa ANOMALIA, menos ainda num Alvo para ser pesquisado. So os METALLOTECTES, ou seja, alguns elementos qumicos (ou minerais minrios) que tem preferncia por determinados tipos de rocha (por ex: cobre por peridotitos, niobio por carbonatitos, scheelita por skarn, wolframita por rochas cidas etc). Conceito semelhante pode ser estendido para alguns minerais minrios no-metlicos, por exemplo, 18

diamantes tm afinidade por rochas denominadas kimberlitos, gua marinhas por pegmatitos, esmeraldas por biotititos, etc, etc... TABELA I. 3 A - ABUNDNCIA NORMAL (CLARQUE) DE ALGUNS ELEMENTOS QUMICOS NAS ROCHAS DA CROSTA TERRESTREElemento Bromo Cadmio Calcio Carbono Cerio Cesio Chumbo Cloro Cobalto Cobre Cromo Escandio Estanho Estroncio Flor Fsforo Galio Germanio Hafnio Ferro Indio Iodo Lantanio Litio Magnesio Mangans Smbolo Br Cd Ca C Ce Cs Pb Cl Co Cu Cr Sc Sn Sr F P Ga Ge Hf Fe In I La Li Mg Mn Abundncia em ppm 1,8 0,1 33000 230 81 3 10 130 25 50 100 13 80 300 600 900 26 2 3 46500 0,1 0,15 25 30 17000 1000 Elemento Mercurio Molibdenio Niobio Nquel Ouro Oxignio Paldio Prata Platina Potssio Rnio Rubdio Selnio Silcio Sdio Tlio Tntalo Telrio Titnio Trio Tungstnio Urnio Vanadio Zinco Zircnio Smbolo Hg Mo Nb Ni Au O Pd Ag Pt K Re Rb Se Si Na Tl Ta Te Ti Th W U V Zn Zr Abundncia em ppm 0,02 1,5 20 75 0,003 473000 0,01 0,05 0,0005 25000 0,0006 150 0,1 291000 25000 0,45 2 0,002 4400 10 1 2,5 150 2 150

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

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TABELA 3 B - FATOR DE ENRIQUECIMENTO DE ALGUNS ELEMENTOSMetal Hg Pb Sn W Au Mo U Zn Cu Ni Fe Al Abundncia na Crosta Terrestre (%) 0,0000089 0,0013 0,00017 0,00011 0,00000035 0,00013 0,00017 0,0094 0,0063 0,0089 5,8 8,3 Cut off graus (%) 0,2 4 0,5 0,2 0,0003 0,1 0,1 3 0,3 0,3 30 30 Fator de enriquecimento 22500 3100 2900 1800 900 800 600 300 50 35 5 4

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

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

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

Frequncia

CLimiar para x -2s

Limiar para x + 2s

X + s = Background X + 2s = Background

s 2s s=S (x - xi)2N -1

Teor de Au em ppm Anomalia Positiva para x + 2s

DESVIO PADRO ARITMTICO

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

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Assim, a equipe de um projeto de Pesquisa Mineral poderia definir como sendo Anomalia Positiva, por exemplo, os valores maiores que a mdia mais dois desvios padres (X + 2 ). O valor de (X + 2 ) seria o Limiar, aqueles entre (X + 2 ) e (X - 2 ) seria o Background e abaixo de (X - 2 ) anomalia negativa. Na Pesquisa Mineral se procura Anomalias Positivas (concentrao anormal de um certo elemento qumico ou mineral). Numa primeira etapa de trabalho, considera-se anomalia o valor acima do Clarke e maior que aquele teor considerado Normal para o elemento no seu respectivo Metalotecte. Porm, para caracterizar um Depsito Mineral, essa anomalia deve estar acima ou igual ao cut-off (teor de corte). A ttulo de exemplificao considere que o teor TABELA I.4 - RELAES mdio de tungstnio em um granito do sul do Par de 0,08% ENTRE UNIDADES DE TEOR de W. Sabendo que a abundncia mdia deste elemento na 1 ppm 0,0001% crosta terrestre de 1 ppm e que o granito o metalotecte 1 ppm 1000 ppb de depsitos de Wolframita, pretende-se saber se este pode 1 ppm 1 g/ton ser considerado um provvel Depsito Mineral. bvio que o interesse econmico determinado pelo Cut-Off (0,2%) e o teor encontrado de 0,08% W est muito abaixo do mesmo. Portanto, considerando somente a relao entre os teores este no poderia ser considerado um provvel Depsito Mineral. A Tabela I.5 lista uma srie de rochas ultrabsicas tidas como metalotectes para o Nquel (Ni sulfetado) e os teores de Cr, Cu e Ni relativo a cada uma dessas rochas. Em seguida lista o Clarque e o Cut-Off desses elementos visando propiciar uma comparao em termos absolutos entre os mesmos. Note que os teores de Nquel nos seus respectivos metalotectes so bem altos quando comparados ao teor do elemento em toda a crosta terrestre (Clarque), mas esto abaixo daquele considerado economicamente interessante para os Depsitos Minerais (Cut-Off). TABELA I.5 - TEOR NORMAL, CUT-OFF E TEOR NO METALOTECTE DOS ELEMENTOS Cr, Cu e NiMETALOTECTES DE Ni, CLARQUE E TEOR DE CORTE (CUT-OFF) Lherzolito Hazburgito Manto Primitivo Komatiito MORB Basalto Komatiitico Dunito (ofiolito) CLARQUE CUT-OFF 4210 100 CROMO COBRE 13 10 28 77 76 79 4 50 a 63 3.000 NQUEL 2091 2189 2000 1563 150 360 2520 75 a 89 3.000

2600

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O Cu e o Cr foram listados por estarem sempre juntos com o Ni em Depsitos Minerais ligados a rochas ultrabsicas. Eles formam, como veremos adiante no tem I.4, uma Associao Geoqumica. I.3 Teores Conforme j mencionado, um Depsito Mineral uma concentrao anmala de um determinado bem mineral metlico ou no-metlico til ao homem. Em se tratando de minerais metlicos essa concentrao expressa como teor (vide I.1), ou seja, na quantidade relativa de mineral-minrio presente no minrio. Para que um Depsito Mineral seja aproveitvel economicamente (ou seja, classificado como Jazida Mineral) necessrio que o teor seja igual ou acima do CUT OFF e que esteja presente em quantidades (volumes) significativas. Teores acima do Clarque e menores do que aqueles considerados normais nos Metalotectes no so suficientes para selecionar uma rea como interessante Pesquisa e Prospeco Mineral. J os teores acima daqueles considerados normais para os Metallotectes podem ou no se constituirem em Alvos (Target) interessantes. No caso dos metlicos o teor sempre referido ao produto vendvel, ou seja, ao xido mais estvel (por ex: WO3 scheelita, Ta2O5, - tantalita, BeO2 berilo, etc). teores: Nas atividades de Geologia de Minas e Lavra de Minas costuma-se usar os seguintes

- Teor Crtico = o teor em que a operao de lavra no d lucro e nem prejuzo. uma espcie de limiar entre lucro vs. prejuzo. Matematicamente calcula-se como sendo uma relao entre os custos para se produzir uma tonelada do concentrado e o preo de venda de 1 tonelada do concentrado. Teor de Corte = J definido anteriormente (vide pgina 12), pode ser resumido como o Teor Crtico + Lucro. - Teor diludo = s vezes, devido a questes de engenharia, necessrio desmontar minrio e encaixante para que, por exemplo, a galeria (minerao subterrnea) ou a bancada (minerao a cu aberto) tenha uma altura compatvel com os trabalhos mineiros. Assim, o teor da camada se dilui pela adio de partes da encaixante. Teor Diludo o teor resultante da operao de desmonte, representado matematicamente pela expresso Td = (Espessura da Camada X Teor da Camada) / Espessura de Corte. A espessura de corte pode ser a altura ou largura da galeria (minerao subterrnea) ou da bancada (minerao a cu aberto) a depender do comportamento estrutural da camada de minrio (ver figura I.5). - Teor Limite = o menor teor que se pode misturar (BLENDAGEM) com o teor de uma camada que est sendo desmontada, de tal forma que, dessa mistura a mdia seja coincidente com o teor de corte. 22

EXEMPLO

Altura da Galeria

Encaixante/estril Minrio E

Altura da Galeria = Espessura de Corte = 2,0 m Teor do Minrio = 1% WO3 E = Espessura da Camada = Espessura do Minrio = 1,0 m Td = Tc = 1% x 1,0 m / 2,0 m Td = 0,5% WO3. Ou seja, o teor da camada foi diludo pela metade resta saber se esse teor o mesmo indicado pelo Teor de Corte (Econmico ou CUT OFF) para concluir se aquele desmonte foi vivel economicamente ou no.

Encaixante/estril

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

- Teor de Alimentao = termo usado para se referir ao teor com que o material que sai da mina (Run of Mine ou ROM) chega planta de tratamento de minrio; - Teor de Concentrado ou Teor do Produto Final uma relao que exprime quanto de substncia til tem no produto final. Quando trabalhamos com mineral-minrio pesado, o produto final um concentrado, ou seja, um produto que contm minerais pesados da ganga e o mineral minrio. O mesmo ocorre com minerais leve, pois a planta no consegue recuperar 100%, sempre fica com impurezas. Os teores comerciais de concentrado de scheelita ou wolframita de 65% de WO3, o de tantalita de no mnimo 30% de Ta2O5.Teor da Camada = 0,8%

Teor de Corte = 0,5% Teor Crtico = 0,3% Teor Limite = 0,2%

PREJUZO

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

LUCRO

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

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O teor obtido por anlise qumica. A tabela I.6 lista os principais mtodos de anlise de teor utilizado pela Prospeco e Pesquisa Mineral. TABELA I.6 COMPILAO DOS PRINCIPAIS MTODOS DE ANLISE DE TEOR UTILIZADO NA PROSPECO E PESQUISA MINERALMTODO Espectrometria atmica (AA) Colorimetria Fluorometria Espectrometria de emisso ICP = Induo por plasma acoplado a AA RFX (Anlises de fluorescncia de Raios X) Anlise por ativao de bombardeio neutrnico (NAA) Microsonda Espectrometro de masa Fire assay de absoro ELEMENTOS Au, Ag, Hg, Mo, Cu, Pb, Zn, Sn e outros As, W, Mo, Ti U 70 elementos 50 elementos, por ex:. Ba, Mn, B Elementos subordinados menores, xidos Au Varios elementos U, Th e outros elementos Au, Ag, Pt fogo Adequado para anlise completa de rochas No destrutivo para determinar a composio de minerais OBSERVAO Mtodo muito adequado para anlises de solues aquosas

De maneira expedida o teor pode ser obtido por estimativa utilizando-se de outros mtodos, como, por exemplo, pelo mtodo denominado Potncia Reduzida (vide figura I.2), por estimativa visual (figura I.7) e concentrado por bateia (ou concentrado em planta), entre outros. Importante lembrar que esses mtodos devem ser empregados para se obter alguma resposta rpida quando dos trabalhos de campo e, principalmente, se o mineral-minrio est disponvel em escala de percentagem. De qualquer forma estes mtodos expeditos no substituem as anlises qumicas, as quais no devem ser prescindidas dos mtodos adequados listados na Tabela I.6. O teor por concentrado de bateia obtido pesando-se a amostra inicial e depois o concentrado. Em seguida fazendo-se uma relao Teor = peso do concentrado / peso da amostra inicial, multiplicado por 100 (se o teor for em percentagem).

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Obviamente deve-se verificar a percentagem do mineral-minrio presente no concentrado, caso existam outros minerais pesados ou extra-los caso se disponha de meios para faz-lo. Para sabermos o teor de scheelita (CaWO4) teramos que separ-la dos demais minerais pesados presentes no concentrado ou determinar visualmente (fig. I.7). A ttulo de exemplo, uma amostra de escarnito (skarn) foi coletada da Mina Malhada Limpa, Currais Novos/RN. Essa rocha composta de scheelita, molibdenita, diopsdio, epidoto, granada, quartzo e calcita. Depois de moda a amostra pesou 88.000 gramas (88 Kg). Aps o processo de concentrao gravimtrica com bateia o peso do concentrado foi de 455 gramas. Presente no mesmo identificou-se: Figura I.7 Determinao visual da percentagem e minerais epidoto, granada, scheelita e, (Terry and Chilingar, 1955 Terry & Chilingar, 1955 molibdenita. apud http://www.iodp.tamu.edu/ publications/197_IR/chap_02/c2_f9.htm .)

A simples diviso do Peso Concentrado pelo Peso Inicial daria um teor de 0,5% que , na realidade, o teor de minerais pesados e no do mineral-minrio scheelita. Devido questo de preciso dos Mtodos Analticos de laboratrio para analisar teores muito baixos, o concentrado de bateia tem sido utilizado para auxiliar na diminuio do erro. Assim, se os trabalhos de pesquisa mineral tm como foco mineral-minrio pesado (alta densidade) se procede a uma concentrao gravimtrica enviando para o laboratrio o concentrado, tal como descrito para o caso acima de Malhada Limpa. Com os resultados de laboratrio em mos se procede ao clculo do teor da amostra in situ, ou seja, o teor de WO3 no escarnito antes do processo de moagem e concentrao, utilizando a expresso Teor in situ = [Wc x (Tc/100) x 100] / Wi.

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

TABELA I.7 Dados da Amostra de Malhada Limpa, Currais Novos/RN Am 1 2 3 4 Wi 88000 65750 98150 78000 Wc 455 385 935 550 Tc 30 30 20 10 Tr 0,16 0,18 0,19 0,07 Rc 193,4066 170,7792 104,9733 141,8182

importante tambm comparar esses mtodos com resultados analticos de laboratrio, visando testar a validade da estimativa e acurar sua preciso. Assim, por exemplo, um concentrado de bateia deve ser analisado no laboratrio e o resultado comparado com aquele obtido estimativamente. I.4 - Associaes Geoqumicas e Minerais Formadores de Depsitos Minerais Os Metalotectes podem ser encontrados com uma srie de elementos qumicos e/ou minerais que se caracterizam pela afinidade e por estarem juntos em determinados ambientes geolgicos. Apresentamos na Tabela I.8 algumas dessas associaes geoqumicas. TABELA I.8 ALGUMAS ASSOCIAES GEOQUMICAS DE ELEMENTOS TRAOSASSOC. PLUTNICA Rochas Ultramficas Rochas Mficas Rochas Alcalinas Carbonatitos Rochas Granticas Pegmatitos ASSOCIAES GEOQUMICAS Cr, Co, Ni, Cu Ti, V, Sc Ti, Nb, Ta, Zr, RE, F, P RE, Ti, Nb, Ta, P, F Ba, Li, W, Mo, Sn, Zr, Hf, U, Th, Ti Li, Rb, Cs, Be, RE, Nb, Ta, U, Th, Zr, Hf, Sc

MINERAIS DE SULFETOS HIDROTERMAIS (continuao da Tabela I.8)Associaes Gerais Depsito de Cobre Prfiro Sulfetos Complexos Sulfetos de Baixa Temperatura Depsitos de Metais Bsicos Metais Preciosos M. Preciosos assoc. R. Mfica Cu, Pb, Zn, Mo, Au, Ag, As, Hg, Sb, Se, Te, Co, Ni, U, V, Bi, Cd Cu, Mo, Re Hg, As, Sb, Se, Ag, Zn, Cd, Pb Bi, Sb, As Pb, Zn, Cd, Ba Au, Ag, Cu, Co, As Ni, Cu, Pt, Co

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ROCHAS DE METAMORFISMO DE CONTATODepsitos de Scheelita-Cassiterita Depsito de Flourita-Helvita W, Sn, Mo Be, F, B

ASSOCIAES SEDIMENTARESXistos Negros Fosforitas Evaporitos Lateritas xidos de Mn Aluvies e Areia Red Beds Continentais Reds Beds orgem vulcnica Bauxita U, Cu, Pb, Zn, Cd, Ag, Au, V, Mo, Ni, As, Bi, Sb U, V, Mo, Ni, Ag, Pb, F, RE Li, Rb, Cs, Sr, Br, I, B Ni, Cr, V Co, Ni, Mo, Zn, W, As, Ba, V Au, Pt, Sn, Nb, Ta, Zr, Hf, Th, RE U, V, Se, As, Mo, Pb, Cu Cu, Pb, Zn, Ag, V, Se Nb, Ti, Ga, Be

DIVERSOS (MISCELNIA) - ASSOC. PLUTNICAK-Rb; Rb-Cs Al-Ga Si-Ge Zr-Hf Nb-Ta RE, S-Se Br-I Zn-Cd Rb-Ti

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

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

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Siderfilos: Au, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt Calcfilos: Sulfocalcfilos: Cu, Ag, Zn, Cd, Hg e Oxi-calcfilos: Ge, Sn, Pb, Litfilos: sensu stricto Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, Si Pegmatfilos: Ti, V, Zr, Mn, Nb, Ta, W, Mo, U, Th Sedimentfilos: B, C, F, Cl Atmfilos: H, N, He, Ne, Ar, Xe, Rn FIGURA I.8 Tabela Peridica com a Classificao de Goldschmidt para elementos de acordo com a afinidade Geoqumica. Compilado de http://pt.wikipedia. org/wiki/Classifica%C3%A7%C3%A3o_Goldschmidt

Essa relao de afinidade entre os elementos qumicos possibilita a pesquisa de minerais mais raros. Assim, a Pesquisa Mineral enfoca o elemento mais abundante em Associao Geoqumica com aquele mais raro ou de disperso mais restrita. Este o elemento farejador (pathfinder) ver na tabela I.9 relao de alguns elementos farejadores. TABELA I.9 RELAO DE ALGUNS ELEMENTOS FAREJADORES DE DEPSITOS MINERAISDEPSITO MINERAL Cobre Prfiro Depsitos complexos de sulfetos Veios de metais preciosos Depsitos do tipo Skarn Uranio em arenito Uranio em veios Corpos ultramficos de ouro Veios de fluorita ELEMENTO PROCURADO Cu, Mo Zn, Cu, Ag, Au Au, Ag Mo, Zn, Cu U U Pt, Cr, Ni F ELEMENTO FAREJADOR Zn, Au, Re, Ag, As, F Hg, As, S (en forma de SO4), Sb, Se, Cd, Ba, F, Bi As, Sb, Te, Mn, Hg, I, F, Bi, Co, Se, Tl B, Au, Ag, Fe, Be Se, Mo, V, Rn, He, Cu, Pb Cu, Bi, As, Co, Mo, Ni, Pb, F Cu, Co, Pd Y, Zn, Rb, Hg, Ba

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Desta forma, uma rea em que o teor do elemento pesquisado seja abaixo do clarque pode ser um Alvo interessante desde que o teor do elemento farejador esteja acima daquele teor considerado normal para o seu metalotecte. I.5 Exerccio para Fixao Com a reativao da Minerao de Scheelita no Serid do Estado do Rio Grande do Norte, muitas questes novas tm se apresentado. O preo de R$ 22,00 por quilo de WO3 contido a base de no mnimo 65% de WO3. Atualmente so gastos aproximadamente R$ 19.000,00 para se produzir 1 tonelada deste concentrado e as empresas projetam lucro em torno de 30%. Os teores fundamentados nas variveis econmicas tm mudado drasticamente quando comparados ao perodo ureo da Minerao de Scheelita na poca da II Guerra Mundial e nos anos 60 e 70 devido a denominada Guerra Fria, pois os maiores produtores de W eram pases Comunistas (China, Unio Sovitica, Coria etc) que no comerciavam com os pases do chamado Bloco Capitalista. Naquela poca o Cut-off oscilava entre 0,20% e 0,30% WO3. Duas frentes de galerias subterrneas, ambas com camada de escarnito vertical, de espessura real de 1,0 m. A galeria tem seo retangular de 2,0 m de largura e 3,0 m de altura. A camada da Frente A o teor 2,6% WO3 e a da frente B de 0,90% WO3. O tcnico de Minerao se deparou com essa questo e deseja saber se ser economicamente vivel desmontar as duas frentes. (OBS: A densidade do escarnito usualmente utilizada de 3,0 ton/m3)

2,6%

0,9%

1,0 m 2,0 m

1,0 m

FRENTE A

FRENTE B

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

Resposta: O teor crtico calculado como uma relao entre preo de venda e custo para se produzir uma mesma quantidade de concentrado de mineral-minrio. Assim, Teor Crtico = 0,863636% ou 0,86% WO3. O Teor de Corte = 1,122727 % (Tcrtico + o lucro de 30% desejado pelas empresas) ou 1,1% WO3. O teor diludo (Td = (espessura da camada x teor da camada) / Espessura de corte) de 1,3% WO3 e 0,45% WO3 respectivamente para as galerias A e B. Note que a espessura de corte aqui utilizada foi a largura da galeria, enquanto no exemplo da figura I.4 foi a altura. A 29

espessura de corte a ser utilizada depende da atitude do minrio, pois se leva em considerao a dimenso da galeria que provocar alterao na relao minrio : estril (nesse caso 1:1). Assim, a frente A projetaria mais que o lucro esperado, pois est acima do Teor de Corte (Cut-off) enquanto a galeria B d prejuzo, pois est abaixo do Teor Crtico. Uma alternativa poderia ser a BLENDAGEM (mistura do material das duas frentes) de modo que o material misturado possua teor pelo menos igual ao teor de corte. A mdia aritmtica dos teores diludos das duas galerias de 0,875% WO3 ou 0,88% WO3, sendo, portanto, abaixo do teor de corte, considerando uma blendagem de 50% (ou seja, para cada quilo de material da galeria A, ter-se-ia a mesma quantidade de material da geleria B na mistura ou blend). O teor mnimo que poderia ser misturado com o teor da galeria A seria 1,8% WO3 (Teor Limite) que, aps diludo seria de 0,9% permitindo o blend de 50% j mencionado. Assim, o tcnico no deveria desmontar as duas frentes, pois no seria vivel economicamente.

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II NOES DE DEPSITOS MINERAIS II. 1 - Introduo Um Depsito Mineral constitudo de Minrio, Encaixante, Estril, Mineral-Minrio, ganga e Sub-produto(s), conforme ilustrado anteriormente na figura I.3. A existncia de um Depsito Mineral est condicionada aos processos geolgicos formadores de rocha, tanto os pretritos, concomitantes, como os processos posteriores a formao da rocha. Da a importncia do conhecimento prvio de PETROGRAFIA e MINERALOGIA. Desta forma, os processos geolgicos concorrem para a formao de concentraes anmalas, resultando no Depsito Mineral. Existem diversas classificaes dos Depsitos Minerais, cada uma delas utilizandose de um critrio especfico, como, por exemplo: utilizao comercial do mineral-minrio (commodity), morfologia (Forma do Corpo Mineralizado), origem (gneo, Metamrfico e Sedimentar), rocha hospedeira da mineralizao, processo formador, ambiente geotectnico, tempo relativo de formao com respeito encaixante, Regularidade Estatstica etc. Cada uma delas com vantagens e desvantagens na aplicao. Aqui utilizaremos algumas dessas em carter informativo. Um Depsito bem conhecido (bastante estudado) serve de referncia para o estudo de outros. Esse Depsito chamado de Depsito-Padro ou Jazida-Tipo, os quais, via de regra, so os maiores do mundo (chamados de world class). Quando o Minrio formado ao mesmo tempo em que a(s) Encaixante (s) dizse que ele SINGENTICO. Quando formado posteriormente a(s) Encaixante(s) dizse que EPIGENTICO. Chama-se Depsitos Primrios aqueles de origem magmtica e Secundrios aqueles de origem sedimentar. II.2 - Classificao Quanto a Forma do Corpo Mineralizado As formas mais comuns dos corpos mineralizados so: Bandado, Acamadado ou em Camadas, em lentes ou lenticular, Disseminado, Schilieren, Poroso, Pulverulento, Massivo ou Macio, Stockwerks ou Stockworks, Amas, Run, Filo ou Filoneano. Descreveremos com um pouco mais de detalhes algumas formas cuja figura no seja por se s elucidativa, baseados em Maranho (1982), Station (1972), Guilbert e Park Jr (1986) e anotaes dos autores. Diz-se que um minrio Bandado, Acamadado ou em Camadas (Depsitos Estratiformes em forma de estratos) quando se apresentam como corpos tabulares onde a espessura muito pequena em relao s outras duas dimenses do corpo. So do tipo singentico. Lentes ou Lenticulares so aqueles em forma de Bolses ou elipside. 31

Disseminado

Schilieren

Lente ou Lenticular

Bandado, Acamadado, Estratiforme

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

Os Stockwerks ou Stockworks so finos veios interconectados. A forma de Amas utilizada para designar morfologia de difcil definio (formas caprichosas que no podem ser expressas por um modelo geomtrico simples). O Run uma forma alongada, semelhante a lentes, mas que se apresentam sempre numa posio estratigrfica definida. Minrio Poroso aquele caracterizado pela presena de poros, enquanto o Pulverulento se caracteriza pelo aspecto frivel, facilmente transformado em p (material de falha/cisalhamento).

Amas

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

Os chamins e Pipes so corpos que apresentam forma tabular com seo circular ou ovide e com o eixo maior inclinado (na Figura II.16 apresenta-se um desenho esquemtico de um Depsito de Sulfeto Macio Vulcanognico em forma de Pipe). O Filo (Depsitos Filoneanos) so corpos epigenticos de faces mais ou menos paralelas e de fraca espessura em relao s outras dimenses. Tambm chamados de veios. A disposio do mineral-minrio nos corpos filoneanos (mineralizao) pode se d em faixas denominadas Colunas, ore shoots, bolses ou bonanzas (Figura II.3). 32

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

Figura II.3 Filo e seus componentes - figura do autor, baseado em Maranho, 1983

Os tipos Disseminados, Schilierens, Stockworks referem-se principalmente a forma como se apresenta o mineral-minrio. O tipo Disseminado diz respeito ao comportamento do Mineral-Minrio como pontuaes aleatrias (isotrpicas) ao longo da camada hospedeira (minrio). Podem formar tipos disseminados finos at grosseiros (prfiros minrio porfirtico). Neste mesmo sentido a forma em Schilieren (concentraes geralmente de minerais mficos). J o termo Massivo ou Macio pode se referir tanto ao mineral-minrio formando massas, como ao minrio. II.3 - Classificao Quanto ao Processo Formador II.3.1 Introduo: A classificao dos Depsitos Minerais que utiliza os Processos Geolgicos responsveis pela formao da anomalia podem ser agrupados, grosso modo, em dois tipos: (i) (ii) Processos atuantes no interior da terra (Depsitos Magmticos e Metamrficos) ou Processos Hipognicos e; Processos geolgicos atuantes na superfcie da terra ou prximos a ela ou Processos Supergnicos (vide Tabela II.1).

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TABELA II.1 CLASSIFICAO DE DEPSITOS MINERAIS BASEADA NO PROCESSO FORMADOROrigem devido Processos Internos ou Hipognico Segregao Magmtica Separao de mineral-minrio pela cristalizao durante a diferenciao magmtica. (Cristalizao Fracionada) Lquidos Imiscveis: lquidos na cmara magmtica que no se misturam promovendo a concentrao anmala de determinados elementos. Pegmatitos Hidrotermal Secreo Lateral Processos Metamrficos Cristalizao como gros disseminados ou segregao em pegmatitos. Deposio de solues aquosas quentes de vrias provenincias Difuso de mineral-minrio e ganga formando materiais de rochas regionais em falhas e outras estruturas Depsitos pirometassomticos (skarn) formado pela recristalizao da wall rock adjacente a uma intrusiva. Concentrao inicial de um ou mais elementos do minrio por processos metamrfico. Depsitos de PtCr Bushveld, frica do Sul. Depsito de titanium Tahawas. Depsitos de Cu-Ni de Sudbury, Canada e Niquel de Kambalda, Oeste da Australia. Pegmatitos de Li de Montes Kings N.C. Cu-Mo Prfiros. Depsitos da Cordilheira Andina Depsito de Ouro de Yellowknife, Canada. Depsitos de W de Bishop, CA. Depsitos de Fe em Iron Mtn USA. Mina de Au de Homestake, Sul de Dakota. Placer Au do Alasca e California.

Orgem Devido a Processos na Superfcie ou prximo a ela (Processos Supergnicos) Acumulao Mecnica Precipitao Sedimentar Processos Residuais Concentrao de Minerais Pesados em Placers

Precipitao de certos elementos em ambiente BIF - Banded Iron Fm. , sedimentar Plataforma Canadense Lixiviao de elementos solveis, deixando concentraes de elementos insolveis. Lixiviao de certos elementos da parte superior de um depsito mineral e sua reprecipitao em profundidade para produzir concentraes mais altas. Niquel latertico of New Caledonia e Bauxite doArkansas (USA). A poro superior de muitos depsitos de cobre prfiro Sullivan e Kidd Creek,Canada, Kuroko,Japo.

Enriquecimento Supergnico

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

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

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II.3.2 - PROCESSOS ATUANTES NO INTERIOR DA TERRA (ou Hipognicos) II.3.2.1 - Segregao Magmtica So aqueles depsitos, no incluindo os pegmatitos, que foram formados diretamente da cristalizao do Magma. Eles so de dois tipos:

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

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

(a)

(b) Figura II.4: Desenho esquemtico de cristalizao Fracionada (a) e Imiscibilidade de Lquidos (b). Figura do autor. Figura II.5: Srie de Bowen e respectiva classificao dos magmas pelo ndice de cor. A srie dos feldspatos tambm conhecida como Srie Contnua e a dos minerais mficos de Srie Descontnua. Esquema do autor baseado em http://www. geologiacefetrn.hpg.ig.com.br/bowen.

Os processos envolvendo diferenas de densidade e gravitacionais so os mais importantes e resultam na formao de cristais mais pesados na base da cmara magmtica. As rochas formadas dessa maneira so chamadas de cumulatus ou cumulus e so freqentemente caracterizadas por um acamamento rtimico (camadas de magnetita e/ou cromita e camadas de silicatos, como no Complexo gneo de Bushveld). Minerais acessrios de Cr, Ti, V e Fe (xidos), Ni, Cu e EGP1 (sulfetos) formam-se nos estgios iniciais de cristalizao do magma.Exemplos de Depsitos - Tipo: Complexo de Bushveld (frica do Sul); Great Dyke Grande Dique (Zimbabwe); Complexo de Stillwater (USA); Campo Formoso (Brasil) - cromo1

EGP - Elementos do Grupo dos Platinides

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Lquido Imiscvel - So lquidos que no se misturam como o leo e gua. Os exemplos clssicos envolvem sulfetos e silicatos Os casos mais comuns so sulfetos de ferro, nquel, cobre e platina tambm ocorrer. Ex. Sudbury, Canad.

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

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Figura II.7 - Seo Esquemtica atravs de uma sute Ofioltica (Ofiolito). As margens resfriadas nos diques em forma de sheet so indicadas por pontos. Compilado de Xavier. 2009 www.ige.unicamp.br/ site/aulas/99/Maficas-ultramaficas.ppt.

II.3.2.2 - Pegmatitos Rochas gneas de granulao muito grosseira. Comumente formam diques e massas de uns poucos metros at 1-2 Km de comprimento. Atribui-se a representao da fase voltil do magma processo pneumatoltico. Na realidade Depsitos Minerais econmicos so relacionados com pegmatitos granticos oriundos de magmas flsicos mais gua. Elementos residuais tais como Li, Be, Nb, Ta, Sn and U no so acomodados na cristalizao final da fase silictica e se cristalizam na fase voltil. Quando essa frao injetada nas rochas regionais um pegmatito formado. As temperaturas de deposio variam desde 250 a 750 C. A formao dos pegmatitos se d na fase final de resfriamento do magma, atravs da percolao de solues ricas em slica, gua e, ocasionalmente, em alguns ons que no entraram na estrutura cristalina dos minerais at ento formados. A partir destas solues hidrotermais so gerados os pegmatitos, constitudos principalmente por quartzo e feldspato potssico. No entanto, em alguns casos, estas solues hidrotermais podem estar enriquecidas por elementos qumicos de importncia econmica fazendo com que os pegmatitos sejam mineralizados a tungstnio, uraninita, estanho, turmalina, topzio, etc. Os Pegmatitos so divididos em simples (plagioclsio, quartzo e mica no zonados) e complexos (maior variedade de minerais e fortemente zonados). So sinnimos do tipo simples e complexo os pegmatitos no-diferenciados e diferenciados e homogneos e heterogneos. Nesses ltimos podem ser encontrados cristais gigantes de diversos metros. 37

Pegmatito ZonadoZona IV - Ncleo do Quatzo Zona III - Microclina, turmalina (rosa, verde, gema) Plagioclsio, Nibio-tantalina (Ta>Nb) U, Th, Sn, Berilo (10% BeO Alcalino menores, Plagioclsio Zona II - Turmalina (preta) K- feldspato (pirita)Nibiotantalina (Nb>Ta) Plagioclsio, Berilo (12%14% BeO) Zona I - Borda

(a)

(b)

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

Um pegmatito heterogneo (zonado) e bem diferenciado exibe, via de regra, quatro zonas, divididas grosso modo, em: Zona I: parte mais simples do pegmatito zonado, estando mais prximo da encaixante, mineralogia: feldspato, turmalina, biotita e granada; Zona II: intercrescimento grfico de quartzo e feldspato; Zona III: apresenta os mesmos minerais das outras zonas, porm com grandes dimenses, grandes blocos em contato, os minerais mais raros se encontram nesta zona; Zona IV: grandes blocos, compostos quase que essencialmente de quartzo. II.3.2.3 - Hidrotermal Os processos hidrotermais so caracterizados por solues aquosas quentes responsveis pela formao do Depsito Mineral. A faixa de temperatura varia desde 50 C a 450 C, sendo a gua com alta salinidade (salmoura) a fase mais importante. Os quatro aspectos fundamentais para a mineralizao hidrotermal acontecer so: i) Fonte dos fluidos hidrotermais e metais, ii) Alterao hidrotermal, iii) Estabilidade de sulfetos e; iv) transporte e precipitao dos metais. As alteraes hidrotermais mais comuns e suas respectivas associaes mineralgicas, com base em Corbett & Leach (1998), Reed (1997), Titley (1992), Rose & Burt (1979) e Meyer & Hemley (1967) so: 38

a) b)

Alterao Potssica: caracterizada por feldspato potssico e/ou biotita, tendo como acessrio quartzo, magnetita, sericita e clorita. Alterao Propiltica: caracterizada principalmente pela associao clorita-epidoto com ou sem albita, calcita, pirita, e como acessrios o quartzo-magnetita-illita. A alterao propiltica ocorre geralmente como halo gradacional e distal de uma alterao potssica, gradando desde actinolita-biotita no contato da zona potssica actinolita-epidoto na zona propiltica. Em zonas mais distais se observam associaes de epidoto-clorita-albita-carbonatos gradando a zonas progressivamente mais ricas em clorita e zeolitas hidratadas formadas a baixas condies de temperatura. Esta caracterstica zonal e gradacional reflexo de um gradiente termal decrescente desde o ncleo termal (alterao potssica nesta discuso) at fora. Esta alterao se forma a condies de pH neutro a alcalino faixas de temperatura baixa (200-250C). A presena de actinolita (280-300C) pode ser indicador da zona de alterao propiltica interior. Albitizao: normalmente associado com alterao propiltica de alta temperatura, ocorre em geral como substituio seletiva de plagioclsios junto com actinolita Serictica: quartzo e sericita com minerais acessrios como clorita, ilita e pirita, porm com predominncia de sericita. A alterao quartzo-serictica ocorre na faixa de pH entre 5 e 6 a temperaturas acima de 250C. Saussuritizao - Processo atravs do qual os feldspatos so alterados para uma mistura de zoisita, clinozoisita ou epdoto finamente divididos, acompanhados por albita, quartzo, calcita, clorita e ocasionalmente, granada. Os plagioclsios mais clcicos perdem Ca e Al, gerando albita e normalmente pequenos cristais de epidoto, sericita, carbonato e, s vezes tambm clorita, gerando aspecto poiquiltico. A alterao tambm pode gerar escapolita, prehnita, zelitas, alofano, montmorillonita e caulinita. Alterao Argiltica: caracterizada por argilas (caulim) e maior ou menor quantidade de quartzo. Essa alterao ocorre na faixa de pH entre 4 e 5 e pode co-existir com alunita em pH entre 3 e 4. A caolinita se forma a temperaturas abaixo de 300C, (Al=Fe. De uma maneira similar, a mobilidade relativa dos elementos menores, bem como dos maiores, deve ser obtida comparando-se a composio da gua corrente com a composio das rochas. Infelizmente, dados confiveis adequados para se fazer tais clculos ainda no so disponveis. Em prospeco geoqumica, d-se especial ateno disperso de metais resultantes da decomposio de corpos de minrio. Nas adjacncias de um depsito de sulfeto oxidado, por ex., as reaes qumicas que determinam a mobilidade de elementos, podem ser bastante diferentes daquelas caractersticas de ambientes normais.

137

Figura V.9 Classificao Geoqumica dos Elemento em Relao mobilidade relativa dos elementos no ambiente secundrio. (A) Ambiente Alcalino a Neutro Alto pH > 5; (B) Ambiente Redutor baixo Eh. Segundo Andrew Jones (1968).

Grandes quantidades tanto de sulfato como de metais entram na soluo de guas subterrneas, e condies extremas de acidez so criadas pela oxidao de pirita e marcassita. Observaes empricas tm sido feitas por diversos pesquisadores sobre a mobilidade de metais de minrio em guas cidas (de minas) ricas em sulfatos. Emmons (1917, pp. 6870) concluiu que na zona de enriquecimento secundrio, a Ag, na ausncia de cloreto, mais mvel do que Pb ou Au; Cu , relativamente, mvel sob condies oxidantes, e Zn mvel em ambiente cido. No seu estudo do distrito mineiro de Breckenridge-Colorado, Lovering (1934), concluiu que Zn lixiviado do material superficial ao passo que Pb tende a ser enriquecido, embora aparentemente algum Pb mova-se a pequenas distancias como compostos solveis, formados por reaes com matria orgnica, derivada de hmus da floresta. Em trabalho posterior sobre o teor de metal de eflorescncias em trabalhos subterrneos das minas do distrito de tintic-Utah, Lovering (1952) declarou que onde as rochas encaixantes consistem de folhelhos e quartzitos, os metais do minrio poderiam ser arranjados na ordem de mobilidade crescente como segue: Pb, Au, Cu, Zn e Ag. Em fraturas 138

cortando rochas carbonatadas, preferencialmente a folhelho e quartzito, Ag relativamente, imvel. Suas concluses foram baseadas na distncia mxima do minrio conhecido mais prximo, que cada um destes metais percorreu nas solues circulantes atravs de fissuras capilares da rocha. Trabalhos pela U.S. Geological Survey, na mina de Union Copper, distrito de Gold Hill-Carolina do Norte , mostraram que a razo Pb:Zn, no horizonte C de solo residual derivado do intemperismo de mineralizao de sulfeto, 30 vezes maior do que a proporo dos mesmos elementos no minrio no intemperizado: o decrscimo no teor absoluto de Zn durante o intemperismo de 4 para 0,04, um fator de 100 (Hawkes, 1957, p. 265). Dados do Northern Rhodesian Copperbelt indicam que em Baluba a razo Cu:Co sofre pequena mudana durante o intemperismo, sugerindo, assim, que a mobilidade relativa destes dois elementos equivalente sob tais condies. Os parmetros controladores da Mobilidade Geoqumica no Ambiente Primrio Processo de cristalizao magmtica, dependendo basicamente da composio e velocidade dos fludos. No Ambiente Secundrio depende das guas superficiais e vento (disperso mecnica ou clstica) e soluo (hidromrfica). Potencial Inico de um elemento expresso pela relao entre sua carga inica (Z) e seu raio inico (r). Baixo Z/r < 3 os elementos so mveis e transportados em soluo durante o Intemperismo; Na+, K+, Ca++, Mg++. Intermedirio Al , Ce, Ti. Z/r 3 e 12 os elementos so imveis e precipitam por hidrlise;

Alto Z/r > 12 nions complexos com radicais muito solveis e mveis; PO4-3, SO4-2, MoO4-2 Capacidade que determinados materiais apresentam de adsorverem (atrarem Adsoro para sua superfcie) certos elementos qumicos; Argilo-minerais, xidos secundrios de ferro e mangans, matria orgnica e colides. Velocidade da corrente; Armadilhas; pH e Eh Os produtos do intemperismo so os (a) Constituintes solveis: K+, Fe+3, Ca++, etc.; (b) Constituintes insolveis: Argilo-minerais, xidos secundrios de Fe, Mn e Al , etc.; (c) Resistatos: xidos Cassiterita, rutilo, cromita, ilmenita etc.; Silicatos Quartzo, zirco, berilo, turmalina etc.; Fosfatos- monazita etc.; Elementos nativos- Ouro, diamante etc. 139

V.6 - Associaces Geoqumicas Os Depsitos minerais, quase sem exceo, so polimetlicos, ou seja, um conjunto de elementos quimicamente afins est reunido no mesmo depsito e por isso formam as Associaes Geoqumicas (reveja o Captulo I, item I.4 e tambm a Tabela I.8). Conforme mencionado no Captulo I essa relao de afinidade entre os elementos qumicos possibilita a pesquisa de minerais mais raros. Assim, a Pesquisa Mineral enfoca o elemento mais abundante em Associao Geoqumica com aquele mais raro ou de disperso mais restrita. Este o elemento farejador ou Indicador (pathfinder) ver na tabela I.9 relao de alguns elementos farejadores. Elemento Farejador ou Indicador o elemento que ocorre no depsito mineral em estreita associao com o elemento que se procura (principal = valor econmico). So qualidades que justificam sua utilizao em lugar dos elementos principais: (a) Relativamente mveis e conseqentemente mais facilmente encontrados; (b) Mais fceis de serem determinados analiticamente; (c) Formam halos de disperso mais extensos e mais intensos; V.7 - Provncias Geoqumicas X Provncias Metalogenticas Grosso modo as Provncias Geoqumicas so reas relativamente grandes, bem definidas na crosta terrestre e de composio qumica distinta, enquanto as Provncias Metalogenticas so reas caracterizadas pela abundncia incomum de um certo metal de minrio atravs de um grande segmento da crosta terrestre. Uma provncia metalognica , simplesmente, uma manifestao de uma provncia geoqumica. Uma provncia geoqumica pode ser definida como um segmento, relativamente grande, da crosta terrestre, no qual a composio qumica significativamente diferente da mdia. Provncias geoqumicas so, na maioria, comumente manifestadas por sutes de rochas gneas, nas quais todos os membros so relativamente ricos ou, relativamente, empobrecidos em certos elementos qumicos. Estas rochas, necessariamente, no precisam ser da mesma idade. De fato, um dos critrios de uma provncia geoqumica autntica que as peculiaridades qumicas caractersticas devem ser reconhecveis em rochas que representam um perodo considervel de tempo geolgico. Grandes reas da superfcie terrestre tambm podem ser caracterizadas por uma abundncia incomum de minrios de um metal particular ou de um tipo particular. reas deste tipo conhecido como provncias metalognicas tem sido por longo tempo, objeto de especulao por gelogos (Turneaure, 1955). Provncias metalognicas podem ser o efeito de qualquer combinao de diferentes fatores. Podem coincidir com reas que so caracterizadas por processos similares de concentrao de minrio, condies similares de tectonismo ou rochas hospedeiras similares. A abundncia de depsitos de minrio pode, contudo, ser, pelo menos em parte, o efeito de 140

uma abundncia incomum dos metais de minrio atravs de um grande segmento da crosta terrestre. Neste evento, uma provncia metalognica , simplesmente, uma manifestao de uma provncia geoqumica. Onde a provncia metalognica for, de fato, coextensiva com uma provncia geoqumica, estudos simples da composio de elementos-traos de rochas gneas podem ajudar na definio de reas geogrficas dentro das quais as chances para descoberta de mineral so, relativamente, boas. Particularmente, em terrenos inacessveis ou escassamente explorados, provncias geoqumicas podem fornecer um guia extremamente til em explorao de reconhecimento. Uma provncia geoqumica, definida por uma diferena total na composio, pode ser facilmente confundida com variaes na composio de rochas gneas, ou metamrficas, devido a outras causas. Processos normais de petrognese, comeando com matrias de composio comum, podem produzir grandes volumes de rochas que diferem, substancialmente, de rochas gneas comuns. Acidentes de eroso podem provocar produtos de diferenciao no representativos que afloram na superfcie mais comumente do que outros membros da mesma sute gnea. Similarmente, a histria tectnica de uma rea pode ter resultado na introduo de grandes volumes de rochas gneas normais, porm nas representativas, tais como basalto ou peridotito, para dar uma composio aparente que difere da mdia para a crosta terrestre. Os resultados destes processos, enquanto produzem uma distribuio superficial de rochas que, materialmente, divergem da mdia, no refletem diferenas absolutas na composio e, assim, no so provncias geoqumicas no sentido exato da palavra. Uma provncia geoqumica pode ser indicada por rochas de distribuio vasta que, dentro de uma rea bem definida, apresentam uma variao caracterstica em teor de elemento menor. Corpos intrusivos dispersos de diabsio, por ex., podem ser distribudos numa escala continental. Possivelmente, uma rea restrita dentro do padro grande pode ser encontrada, onde todas as intruses diabsicas contm 4 vezes mais Ti, por ex., que intruses similares Fora da rea. Uma ocorrncia de diabsio rico em Ti deste tipo seria, ento, uma indicao de uma provncia rica em Ti, pelo menos no que diz respeito a composio de diabsio. A origem de provncias geoqumicas est alm do escopo desta discusso. Indubitavelmente, algumas provncias geoqumicas refletem variaes na composio primitiva da terra. Outras provncias podem ser o efeito de diferenciao qumica de reas muito grandes, como um resultado de processos sedimentares, seguidos de reconstituies posteriores dos sedimentos. V.8 Etapas e Nveis dos Levantamentos Geoqumicos Os Levantamentos Geoqumicos envolvem, em geral, quatro etapas, a saber: PrLevantamento de Campo, Levantamento de Campo, Retorno Base de Operaes e PsLevantamento.

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Na etapa Pr-Levantamento de Campo o deslocamento das equipes de amostragem deve ser precedido pela: (a) Preparao do material e documentos de campo; (b) Preenchimento de um controle do fluxo da amostragem geoqumica, desde o momento da coleta at o envio ao laboratrio; (c) Reproduo de cpias heliogrficas do mapa preliminar de trabalho em nmero suficiente para todos os amostradores; (d) Transferncia das estaes de amostragem programadas para o GPS; (e) Numerao antecipada dos sacos de amostragem, com pincis atmicos ou tinta indelvel; (f) Aquisio de materiais de consumo, como fitas plsticas, tintas spray, papel medidor de pH, bssolas, balizas, ps, enxadas, etc. (ver mais algumas indicaes de material de campo no Captulo III, item III.5). Na etapa de Levantamento de Campo se reserva o(s) primeiro(s) dia(s) de campo para atividades de reconhecimento (principalmente quando se tratar de levantamento em escala regional ou de semi-detalhe), o que possibilitar a verificao dos principais acessos e feies geogrficas importantes, que serviro de auxlio navegao e para a localizao das estaes de amostragem. A ttulo de sugesto se possvel fazer todas estes trilhas e salvar no GPS. As amostras podem ser armazenadas em sacos de algodo cru ou plstico. Os sacos de plstico apresentam a desvantagem de no permitirem a secagem da amostra, o que pode ocasionar modificaes no modo de ocorrncia de certos elementos, caso a armazenagem mida perdure por muito tempo. O transporte desde a estao de amostragem at a base de campo deve ser feito em dupla embalagem, colocando-se o saco de pano dentro de um saco plstico individual. Esse procedimento elimina a possibilidade de contaminao pelos fluidos expulsos das amostras ainda molhadas. A localizao e identificao da estao de amostragem devem ser precisas para permitir a reamostragem ou identificao, no caso de verificaes ou detalhamentos. Porm em muitas empresas a coleta se d diretamente em sacos plsticos. Em malhas regulares, o piqueteamento da linha-base e linhas transversais deve ser feito com cuidado. No caso de malhas irregulares, algumas amostras devem ser materializadas no terreno por meio de estacas identificadas. O conhecimento da topografia local de enorme valia para os trabalhos de interpretao. Caso no existam mapas topogrficos, um Levantamento Expedito (ver Captulo III) como nivelamento com GPS poder esboar o modelo do terreno. As anotaes de campo devem considerar a identificao da amostra, suas coordenadas, a profundidade de amostragem, a descrio do material amostrado e quaisquer outras informaes acerca do tipo de solo, situao topogrfica, possibilidades de contaminao, etc. A preparao das amostras iniciada ainda na base de campo, atravs de uma pr-secagem para um transporte seguro. Em quase todas as regies brasileiras e na maioria das pocas do ano, a pr-secagem pode ser feita pela simples exposio dos saquinhos ao ar livre. O aquecimento das amostras na base de campo deve ser evitado, pela impossibilidade de controle da temperatura, o que pode inutilizar as amostras para a dosagem de elementos volteis como o Hg.

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Na etapa de Retorno Base de Operaes os coletores devero executar as seguintes atividades, aps cada jornada de amostragem: (a) Conferir as amostras coletadas contra as fichas de campo e, quando possvel, pendur-las num varal protegido para secagem; (b) Registrar as amostras coletadas no mapa de trabalho, assinalando as eventuais alteraes na localizao das estaes de amostragem; (c) Registrar as amostras coletadas em uma lista de controle de amostragem; (d) Preparar as amostras duplicatas (as duplicatas so tambm coletadas no campo concomitante amostra da estao de amostragem ver adiante em Controle de Qualidade da Amostragem); (e) Organizar o material de trabalho e as tarefas do dia seguinte; (f) No encerramento da campanha, conferir a relao das amostras coletadas com a listagem de controle de amostragem. Na etapa de Ps-Levantamento, com o encerramento da campanha de amostragem e com o retorno das equipes de coleta ao escritrio, caber ainda aos coletores: (a) Conferir as amostras coletadas; (b) Introduzir tantas amostras-padro e blancks quantas forem os lotes estabelecidos para controle (ver a seguir em Controle de Qualidade da Amostragem); (c) Encaminhar ao gelogo ou geoqumico responsvel pelo projeto as amostras, as fichas de campo, as listagens de controle de amostragem, base de dados e mapa-base de campo; (d) As fichas de campo devero estar cuidadosamente preenchidas, pois a preciso das informaes registradas ser de inteira responsabilidade do amostrador. Quando a base de campo dispuser de local apropriado, a secagem e a peneirao podem ser efetuadas, mas sempre cercadas dos maiores cuidados para evitar contaminao. Esta pode ocorrer pelo uso descuidado dos recipientes de secagem, ou quando estes forem construdos de material inadequado ou pelo uso de peneiras com malha de lato (contaminao de Zn e Cu); as peneiras com malha de nilon so as mais seguras. Os procedimentos analticos sero determinados pelos resultados dos estudos orientativos (conjunto de procedimentos que visam determinar a melhor forma, tcnica, metodologia de coleta e anlise geoqumica de amostras. Esses procedimentos envolvem, entre outros, a coleta de vrias amostras de diferentes locais, utilizando vrias maneiras, diversas anlises qumicas por diferentes mtodos, etc., etc., etc., para ver o mais adequado ao Levantamento Geoqumico da rea) ou ento pelo conhecimento prvio das condies da rea. Muita ateno deve ser dispensada presena de qualquer material estranho (rochas, minerais, sacos de defensivos ou fertilizantes, etc.) que for encontrado durante os deslocamentos no campo. Finalmente, h que considerar que a posio das estaes de amostragem, previamente planejadas, tem uma razo tcnica de ser e, portanto, sua localizao no dever ser alterada durante a coleta, salvo rarssimas excees e somente por deciso do gelogo ou geoqumico responsvel pelo projeto. passos: Uma campanha de Explorao Geoqumica deve levar em considerao os seguintes

1. Seleo dos mtodos, dos elementos de interesse, da sensibilidade e a preciso necessrias e da rede de amostras. As selees se toma com base nos custos, nos conhecimentos 143

geolgicos, na capacidade do laboratorio disponvel e numa investigao preliminar ou nas experincias com reas parecidas. 2. Programa de amostragem preliminar, que inclui anlises imediata de algunas amostras tomadas na superficie e em varias profundidades no subsolo para establecer as margens de confiana e para avaliar os factores, que contribuem para o rudo de fundo. CARACTERIZAO GEOQUMICA 3. Anlises das AMOSTRAS no terreno e em laboratrio, incluindo anlises por meio de vrios mtodos. 4. Estatsticas dos resultados e evoluo geolgica dos dados tomando em conta os dados geolgicos e geofsicos. 5. Confirmao de anomalias aparentes, amostras canalizadas em reas menores (rede de amostras com espaamento curto), anlises das amostras e avaliao dos resultados. 6. Investigao cruzando informaes das amostras e anlises adicionais e amostras tomadas na etapa anterior. Segundo Closs L.G. (1986), uma campanha de explorao geoqumica se constitui em quatro componentes bsicos, que levam em considerao os seguintes aspectos: 1. Concepo Tipo de alvo ou mineralizao procurado, a escala e o tipo de trabalho, as condies fisiogrficas acerca do tipo de intemperismo e solo, o material disponvel para amostragem, a mobilidade dos elementos de interesse e as tcnicas analticas mais adequadas e disponveis. 2. Amostragem Tcnicas de campo, registro de parmetros descritivos de campo, representatividade da amostragem e quantidade e densidade mdia de amostras por unidade de rea. 3. Anlise Preparao das amostras, anlise qumica, qualidade dos dados analticos e forma de registrar os resultados. 4. Interpretao Classificao dos dados, apresentao dos dados, comparao com outros tipos de dados, como geofsica ou unidades litolgicas, identificao das reas consideradas como prioritrias para o detalhamento das informaes e continuidade dos trabalhos de explorao.

Os Nveis de Levantamento Geoqumico so classificados em funo da escala de trabalho, podendo ser Regional (ou de Reconhecimento) e Detalhe, sendo que alguns autores indicam ainda o de Semi-detalhe, de escala intermediria em relao ao Regional e de Detalhe. O Levantamento Geoqumico Regional tem por finalidades ou caractersticas: (a) de investigar reas pouco conhecidas ou desconhecidas; (b) Fornecer indicaes favorveis a existncia de depsitos; (c) reas de milhares de quilmetros quadrados; (d) Baixa densidade de amostragem: 1/km2 at 1/200km2; (c) Baixo custo; (d) Informaes areais: Sedimento de Corrente e gua; (e) Escalas: 1:1.000.000, 1:500.000, 1:100.000, 1:50.000 144

O Levantamento Geoqumico de Detalhe tem por finalidades ou caractersticas: (a) Finalidade de localizar e delimitar mineralizaes com a mxima preciso possvel ; (b) Antecede a fase de abertura de trincheira, poos, sondagens etc.; (c) Pode preceder a fase de reconhecimento ou no; (d) reas menores; (e) Alta densidade de amostragem; (f) Alto custo; (g) Informaes pontuais: Rocha, Solo e Vegetao; (h) Escalas: 1:5.000, 1:2.000, 1:1.000, 1:500, 1:100, 1:25 TABELA IV.3 - CARACTERSTICAS DOS NVEIS DE LEVANTAMENTO REGIONAL E DETALHE DENSIDADE Delimitar provncias geoquimicas. Distinguir e diferenciar unidades litolgicas regionais No identifica mineralizaes. Primeira avaliao FINALIDADES Detectar particularidades nas provcias geoqumicas menores Determ. mineralizaes de grande porte (Sn em granitos, Cu prfiro, Nb em carbonatitos) Mais utilizada. Reconhecer e identificar subreas, mas no delimita-as. Auxilia na definio de contatos geolgicos ANLISES Geralmente analisa vrios elementos - 50 MATERIAIS Sedimento de corrente gua

1/50-200km2

1/10-50km

2

30 elementos

Sedimento de corrente gua

1/2-10km

2

1/2 km2 a 5/1km2 > 5/1km2

Para aqueles que consideram as Escalas de Trabalho Regional, Semi-Detalhe e Detalhe, na Regional o objetivo detectar anomalias, na de Semi-Detalhe o objetivo localizar o corpo mineralizado e na de Detalhe o objetivo o delineamento e a caracterizao geoqumica do corpo mineralizado da maneira mais precisa possvel (espaamentos de 1 a 100 m). A densidade de amostragem numa rea de 10 a 1000 km2 de 1 amostra por 1 km2 1 amostra por 100km2. Em campanhas de Detalhe ou Semi-Detalhe os espaamentos devem obedecer a Regularidade (COEFICIENTE DE VARIAO ESTATSTICA). 145

Localizar e circunscrever reas anmalas (anomalia/background). Selecionar reas de solo residual. Delimitar anomalias com maior preciso. Precede abertura de trincheiras, poos, sondagens.

Mais de 30 e elementos especficos Somente elementos especficos Elementos especficos

Sedimento de corrente

Sedim. de corrente Solo Solo, Rocha Vegetao

Deve ser utilizado todas as informaes disponveis (mapas geolgicos, Geofsica, etc.) antes de decidir por um mtodo mais caro. V.9 Anomalias e Paisagem Geoqumica Anomalia a abundncia ou a concentrao que se afasta do normal e cuja magnitude est acima do valor do limiar. As Anomalias podem ser: Significativas - relacionadas mineralizao (Figura V.10) e No significativas - relacionadas variao litolgica dentro de uma rea. Algumas rochas possuem naturalmente teores elevados em determinados elementos (Figuras 1.10 e 1.12). ANOMALIAS NO RELACIONADAS A DEPSITOS MINERAIS. Variaes ocasionais em litologias de bedrock podem resultar em padres residuais simulando aqueles relacionados ao depsito mineral. Em kilembe (Uruguai) para solo sobre diques de diabsio, por exemplo, podem conter at acima de 250ppm de Cu e 140ppm de Ni, sendo que o valor beckgraund normal 50 ppm Cu e 20 ppm Ni sobre granulitos e gnaisses. As anomalias de Cu relacionadas a mineralizao de cobre-cobalto podem ser distinguidas, no entanto, por seu baixo teor de Ni e alta razo de Co:Ni. Na Rodsia, solos anmalos associados com depsitos de Cu contm mais Co do que Ni, enquanto associados com depsitos de Cu contem mais Co do que Ni, enquanto o reverso ocorre com rochas gabricas, mas as anomalias de cobre em ambos os podem estar em torno de 150 ppm para um background normal de 20 a 70 ppm de Cu. Falsas anomalias esto relacionadas s contaminaes (campo e laboratrio), erros analticos, concentraes extraordinria por co-precipitao de Fe e Mn no ambiente secundrio. As maiorias dos levantamentos geoqumicos revelaram um desconcertante de anomalias uo desvios dos padres geoqumicos que so considerados normas para a rea de levantamento. Uma das tarefas mais criticas e , freqentemente , umas das mais difceis a discriminao entre anomalias que deveriam ser consideradas e as que no tem significado econmico. Os padres anmalos insignificantes geralmente caem dentro de um dos trs tipos principais: 1. Padres relacionados a certas rochas que so caracterizadas por um , teor metlico de background relativamente alto. 2. Anomalias devido contaminao , como um resultado de atividades do homem. 3. Anomalias aparentes resultantes de erros de amostragem ou analticos. Muitos tipos de rochas so caracterizados concentraes relativamente altas de muito dos mesmos elementos que ocorrem em depsitos de minrio, mas que no tm nenhuma 146

relao gentica com o minrio. Os padres de disperso secundria desenvolvidos do intemperismo desta rocha de alto background podem apresentar muitas das feies de padres que derivam de minrio. A discriminao entre anomalias insignificantes, resultante de rochas de alto background, e anomalias significantes, resultantes de depsitos de minrio , podem ser um problema extremamente difcil. Felizmente, muitos metais em rochas de alto background ocorrem em uma forma diferente e so acompanhados por elementos associados ou minerais primrios distintos daqueles que ocorrem em minrios. Onde estes contrastes em mineralogias primrias e associaes so transportados para os padres secundrios, possvel desenvolver-se um critrio para separar as anomalias devidas somente rocha de alto background. A famlia das rochas ultramficas, incluindo peridotito, serpentinito e kinberlito ,, provavelmente , o exemplo mais espetacular de rocha de alto teor background. Estas so, tipicamente , muito enriquecidas em Cr , Ni, Co e Mg . O produto de imtemperismo de rochas ultramficas , e , assim , tem uma concentrao alta de montmorilonita , e , assim, tem uma capacidade alta de troca e, possivelmente, Tambm um alto teor de ctions provavelmente extraveis . A associao do 4 elementos, Cr , Ni , Co e Mg , normalmente ocorre nos padres de disperso secundria e serve como guia para estas rochas .A natureza atrofiada da vegetao que cresce em solos de serpentina tambm um guia para rochas ultramficas. A famlia de rochas mficas , incluindo gabro , basalto e diabsio ou dolerito , caracterizada por um teor relativamente alto de F , Ti e Cu . O ph alto associado com rochas calcrias de intemperismo pode restringir a disperso de seu teor metlico proporo que os padres aparentemente anmalos no resduo . O cido a partir da oxidao de rochas ricas em pirita ,tais como folhelho piritico , pode ter o efeito de contrario e pode causar lixiviao acelerada de metais de rochas de composio normal e o desenvolvimento resultante de padres hidromrficos anmalos no relacionados ao minrio. As rochas de alto background menos comum , que deveriam ser mantidas em mente ao separar-se anomalias, so folhelhos pretos , fosforitos ( P , V , U, Mo, Zn ), depsitos salinos ( SO4 ) e carbonatitos ( Zr , Nb , terras raras ). Fontes provveis de contaminao metlicas surgidas das atividades humanas so muitas e variveis . As mais comuns so lixos de minas, trabalhos mineiros antigos, operaes de fuso , produtos qumicos agrcolas ricos em metais , metalizao de rodovia , fumaas industriais e domesticas . A disperso normalmente por movimento de gravidade de partculas slidas, material levado pelo vento ou em solues aquosas , enquanto as plantas podem ingerir metal contaminado em qualquer estagio de sua disperso . Os padres de contaminaes podem, assim, formar-se em qualquer tipo de ambiente clstico , hidromrfio ou biognico . Em padres clsticos, os modos de ocorrncia de metais contaminados so geralmente muito diferente daqueles do metal natural , embora a diferena no possa ser facilmente 147

detectada quando as fontes contaminadas derivam-se de produtos de produtos de pilhas de atividade antiga de mina . Na maioria dos padres de disperso hidromrfica e biognica, contudo , extremamente difcil dizer se o metal proveniente de uma fonte natural ou artificial. Inicialmente, a forma de padres de contaminao condicionada pela forma geomtrica da rea fonte. Na disperso, fora da fonte caso de material levado vento, sedimento de corrente e soluo aquosa, podem ser muito extensos . A caracterstica marcante da contaminao, contudo, o fato de que quase invariavelmente se origina na superfcie do solo. Como resultado, padres de solo so desenvolvidos mais fortemente nos (e em muitos casos confinados a) horizontes superficiais em contraste com os padres do solo sobrejacente naturais de rochas clsticas e hidromrficas. Fora isto, contudo, a origem superficial da contaminao no precisa conduzir a nenhuma dissimilaridade com padres hidromrficos e biognicos, ou no capeamento ou no sistema de drenagem. Erros de amostragem - Os processos naturais de eroso, intemperismo e disperso secundria, comumente resultam em padres de enriquecimento de metais de minrio em reas de valores de background que podem ser facilmente confundidos com anomalias significantes relacionadas aos depsitos de minrios. As anomalias aparentes surgidas da coleta inadequada de material naturalmente enriquecidos, podem tender a ser relacionadas a algumas feio geomorfolgica reconhecvel do ambiente, tal como a topografia. Erros analticos - Padres anmalos de nenhuma significncia com minrio podem aparecer em dados geoqumicos, com resultados de erros na tcnica analtica. Tais padres, se suspeitos, podem ser eliminados simplesmente por uma analise repetida das amostras em questo. Valores errticos isolados so imediatamente suspeitos e deveriam ser revisados. Os padres aparentes surgidos de tendncias analticas podem ser reconhecidos, por sua associao com grupos ou series de amostras, ou atravs de exames individuais. Um mtodo comumente usado de proteo contra tendncia analticas um sistema de analise de rotina repetida para amostras selecionadas. Em qualquer rea dada, o efeito lquido de todas as foras dinmicas, envolvidas no movimento dos materiais terrestres, refletir no padro total de distribuio dos elementos. Este padro tem sido citado como paisagem geoqumica (geochemical landscape) na qual o relevo geoqumico determinado por variaes geogrficas nos nveis de concentrao dos elementos. O relevo geoqumico definido no somente pelo contraste entre valores baixos e altos, mas tambm pela homogeneidade de sua distribuio. De acordo com condies locais, a distribuio de cada unidade geolgica ser mais ou menos igual aos padres que compe a paisagem geoqumica. O reconhecimento destes padres, caracteristicamente relacionados aos depsitos de minrios, , naturalmente, o objetivo e a funo da explorao geoqumica. Com o fim de realizar isto, efetivamente, necessrio primeiro determinar-se o background relativo s rochas no mineralizadas. Valores de background normais a abundncia normal de um elemento em 148

material no mineralizado (estril) comumente referida como background. Para qualquer elemento particular, o valor de background variar, consideravelmente, de acordo com a natureza do material no qual ocorre. Alm disso, a distribuio de um elemento em qualquer classe particular de material , raramente, uniforme. Assim, mais realstico ver o background como um valor relativo (varivel) do que como um valor absoluto. Isto verdadeiro mesmo num ambiente relativamente uniforme. A prpria natureza do ambiente, contudo, pode tambm ter influncia marcante na distribuio; nele, sob certas condies, alguns elementos podem ser enriquecidos ou empobrecidos. Conseqentemente, qualquer que seja o material envolvido, necessrio sempre se determinar a variao do background numa nova rea. Como um guia para a ordem geral de magnitude de valores do background que podem ser separados nas rochas interessante fazer refer