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~ Lista de Exercícios de Geologia Econômica I ~ Julho de 2022 Profa. Mariana Brando Soares Aluna: Vitória Azevedo Silva 1) Jazidas tipo VMS (volcanogenic massive sulfide). O que são? Quais os tipos de mineralização associadas? Quais os ambientes geológicos onde se forma e época metalogenética das ocorrências mundiais mais importantes? R: – Ocorrência em ambiente com rochas vulcânicas e sedimentação ativa. – Ambientes extensivos ou compressivos, conectados aos processos hidrotermais. – Temperatura média do VMS é de 200-300º C graus. – Depósito singenético. – A entrada de uma rocha ígnea intrusiva gera uma pluma hidrotermal. – Dentro das plumas hidrotermais há zonas de alteração hidrotermal, onde rochas são afetadas pelos fluidos quentes. – Minérios que foram gerados por precipitação estão relacionados às zonas de alteração hidrotermal. – Ocorre no formato de lentes polimetálicas de sulfetos maciços. – Fumarolas são características, tem os Black smokers são mais ricas em cobre e ferro, com pirrotita, pirita e esfarelita e White smokers são ricas em bário, carbonatos, sílica amorfa (barita e pirita). – Principais fontes de chumbo e zinco. – Importantes fontes de cobre, prata e ouro e elementos traços, como cádmio, bismuto, antimônio. – VMS são pequenos, 8 a 10 milhões de toneladas. Três tipos de subsistemas hidrotermais magmáticos: Subsistema vulcânico subaquático, Subsistema subvulcânico e Subsistema plutônico profundo. 1. Subsistema vulcânico subaquático – Vulcões subaquáticos. – Dorsais meso-oceânicas. – Interação de fluídos hidrotermais magmáticos, – Alta temperatura. – Enriquecido em metais, sílica e em enxofre, – Interação com a água do mar que iniciam uma intensa troca de calor e matéria entre os dois líquidos que continuará até que ambos se misturam em temperatura e composição. 1.1. Formados nas rochas do edifício vulcânico, são “depósitos próximosproximais”. 1.2. Formados distantes do edifício vulcânico, são “depósitos distantesdistais”. 1.1. Depósitos próximos proximais dividido em três depósitos: Subdivisão acontece de acordo com o período geológico de formação: Tipo Noranda, Tipo Kuroko e Tipo Chipre. 1.2. Depósitos distantes distais ou SEDEX – Evolução a partir da homogeneização composicional lenta do fluído hidrotermal com a água do mar, presente nos sedimentos durante a percolação de materiais sedimentares e vulcânicos. – Homogeneização será de forma lenta e gradual, precipitando os minérios. – Corpos tabulares. – Zinco, chumbo e prata como principais minérios. – Esfalerita e galena. – Ambientes subaquático. – Complexos exalativo de fluídos hidrotermais (exalam fluidos pretos black smokers). – Mesoproterozóico – Carbonífero Comentado [MOU1]: Faltou comentar sobre a época metalogenética (desde o Arqueano até o presente) e falar do tipo de vulcanismo (assinatura geoquímica), dizendo que os VMS estão associados principalmente a vulcanismo máfico vitor Manuscrito – Subdivisão desse depósito: Tipo Rosebery, Tipo Besshi, Tipo Vulcanogênico Oxidado ou VCO. 2. Subsistema subvulcânico – Formação pela pluma hidrotermal gerada por intrusão ígnea, – Crescimento é sem a presença marinha, em condições plutônica rasa. – Ambiente tectônico zonas de subducção, margem continental ativa ou arcos de ilha. – É subdividido em diversos tipos: Tipo Spor Mountain, riolitos encaixados em rochas calcárias; Tipo Manto, Tipo Mexicano minério de cassiterita, Tipo Carlin etc. 3. Subsistema plutônico profundo – Grande quantidade de magma se assenta na superfície. – Água é oriunda de minerais como micas, cloritas e anfibolitos, 2) Jazidas em Carbonatitos - O que são? Quais os tipos de mineralização associadas? Quais os ambientes geológicos onde se formam e época metalogenética das ocorrências mundiais mais importantes? R: – Os carbonatitos representam complexos ultrabásicos-alcalinos – Intrude a crosta terrestre por um hot spot (plumas mantélicas), fusão parcial do manto. Toleítica – Falhamentos profundos na crosta que funcionam como condutos, permite o emplacement dessas rochas. – Formas circulares, dimensões e idades variáveis. – Processos metassomáticos, denominados de fenitização, relacionados ao complexo transformam as rochas encaixantes em tipos alcalinos sieníticos. – Associados depósitos de P (apatita), Nb (pirocloro), ETR, Fe (magnetita), Ti (anatásio) e flogopita-vermiculita. – São rochas ígneas plutônicas, porém pode ser intrusiva ou extrusiva, com mais de 50% minerais de carbonatos presentes. – No magmatismo carbonatítico apresenta uma 1ª fase sovitítica sovítica ou cálcica. A esta pode suceder a uma 2ª fase beforsítica ou magnesiana seguida de uma 3ª fase, siderítica ou ferrosa. – Mineralogia: olivina, piroxênio, carbonato cálcico, dolomita e apatita. – Carbonatos: calcita, dolomita, anqueritaankerita, nyerereita, gregoryta, bastnasita, synchysita, parasita. – Carbonatitos podem conter concentrações econômicas ou anômalas de terras raras. – Grãos médios a grossos. – Coloração branco. – Não são batólitos, mas ocorrem como stocks, diques, veios etc. – Carbonatito no Brasil ocorre no Cretáceo. – Ultrapotássico e ultrabásico, com pouca sílica. 3) Kimberlitos e Lamproítos - O que são? Quais os tipos de mineralização associadas? Quais os ambientes geológicos onde se formam e época metalogenética das ocorrências mundiais mais importantes? R: Kimberlitos – Rochas ultrabásicas ricas em potássio. – Textura inequigranular porfirítica. – Mineralogia olivina, flogopita, ilmenita, granada, diopsídio, enstatita, apatita, espinélio, massa de grãos moídos de serpentina e calcita e xenólitos de rochas metamórficas ou mantélicas e diamantes. Podendo ocorrer em forma de pipes, diques e soleiras. – Química pouco SiO2. – Diamante não se forma no kimberlito, essa rocha trás o diamante para a superfície, assim como o lamproíto. – Kimberlitos formados em profundidade de 100-200 Km na astenosfera do manto. – Ricos em CO2 e H2O. – Divisão entre Kimberlitos do tipo 1 e 2, diferença baseada em fatores mineralógicos. Tipo 1 - Kimberlito Basáltico: ricas em CO2, mineralogia olivina fosterítica, ilmenita e piropo. Tipo 2 - Kimberlito Micáceo: mica e flogopita, diopsídios, espinélios, apatitas perovskitas, carbonatos e serpentina. Ricos em água. – Associados a plumas mantélicas ou hot spots – O magma quando ascende do manto para a crosta, transporta fragmentos de rochas e minerais, como os xenólitos e xenocristais (diamante). – Velocidade deve ser rápida para não desestabilizar a estrutura do diamante, caso não seja rápida vira grafite. – Ocorrência de Kimberlitos em três fácies principais: 1. Fácies de Cratera em um nível mais superficial com associação de sedimentos lacustrinos (maior enriquecimento de diamantes); 2. Fácies Diatrema/Pipes/Canos nível intermediário do cone, ocorre diversos xenólitos do manto superior e das rochas encaixantes devido a ascensão do Kimberlito para a superfície. 3. Fácies Hipoabissal níveis mais profundos, chamado de zona de raiz, formada por diques e soleiras, ocorrendo pouco enriquecimento em diamantes. – Ambiente de formação, são 3 teorias: ambientes intracratônicos, fusão parcial da zona de transição mantélica e magmatismo anorogênico. – Idades: Dentro de crátons estáveis pré-cambrianos. Proterozóico, Devoniano, Mesozóico e Cretáceo. Lamproítos – Rochas potássicas. – Diatremas de grande profundidade. – Minerais: leucita, flogopita, sanidina, diopsídio e richterita potássica, e – Minerais acessórios: enstatita, priderita, apatita, wadeíta, cromita, ilmenita e perovskita. – Ultrabásicos a básicos – Derivados de peridotito mantélico depletado(empobrecidos em granada e clinopiroxênio). Ocorrência de Lamproítos: Margens de crátons (a diferença entre Kimberlitos e Lamproítos). – Arqueanos. 4) O que são depósitos minerais formados em sistemas endomagmático fechados e abertos? Quais os tipos de minérios e rochas associadas? Descreva todo o espectro de evolução geoquímica destes sistemas e dê exemplos mundiais deste tipo de depósito incluindo sua idade de formação. Cite os principais minerais de minério. R: – Depósitos minerais formados nos sistemas endomagmáticos são gerados a partir de magmas de séries primárias ou diferenciados. – Zonas que ocorrem anomalias térmicas ou quedas de pressão, gerando câmaras magmáticas que pode ser de sistema fechado (endógeno) ou aberto (com influência externa). – Formato acamadado, lenticular ou a forma da intrusão que deu origem ao depósito. – Os minérios deste depósito são o próprio magma ou fases minerais segregadas dos magmas primários, formados dentro das câmaras magmáticas. – Composição dos magmas primários varia de acordo com a composição das rochas que sofreram a fusão, pressão e do quanto foi fundido do material. – Predomina os magmas basálticos toleíticos, de margem de placas oceânicas. – Cálcio-alcalinas, de margens continentais ativas ou de arcos de ilhas. – Ambientes intraplaca, os magmas primários são das séries alcalinas. – Há a série komatiítica, associado a greenstone belts arqueanos ou Paleoproterozoicos. – Séries dos basaltos aluminosos e transicionais, séries shoshoníticas, carbonatíticas e kimberlíticas (dois últimos são de grande importância econômica). Comentado [MOU2]: Os komatiitos são os correspondentes vulcânicos. Divida sua resposta entre os depósitos associados ao sistema plutônico e ao sistema vulcânico – Magmas primários podem permanecer na câmara onde foram gerados ou podem se deslocar, de níveis crustais ou até a superfície, – Altera composição original devido à mudança de temperatura, pressão e pela assimilação das rochas encaixantes na crosta, forma um magma diferenciado. – Principais minerais de minérios de depósitos endomagmático: óxidos (cromita, magnetita, ilmenita, hematita, pirocloro) e carbonatos (sinchisita-bastnaesita). – Magmas máficos e ultramáficos não tem enxofre. Para ter a cristalização e a formação de sulfetos tem influência e uma fonte externa, para que ocorra a assimilação, que leva enxofre para o magma, contaminando e com isso tem a cristalização de sulfetos. Os mais importantes são níquel (pentlandita), cobre (calcopirita) e elementos do grupo da platina (EGP). – Os depósitos endomagmáticos são divididos em dois, endógeno (fechado) e endógeno aberto. 1. Endógeno (fechado) pode ser: 1.1. Plutônico (maior ocorrência e importância econômica). Tem os complexos máfico- ultramáficos, complexos acamadados anortosíticos, depósitos carbonatíticos Complexos máfico-ultramáficos – Depósitos de cromita e magnetita, acamadados, grande extensão lateral. – Cromitas poder ser monominerálicas, quando geradas modelo de formação do tipo pluma em câmaras magmáticas a partir da contaminação de magmas basálticos, que pode suprimir a cristalização de olivina, fazendo com que cromita seja a única fase a cristalizar por um período de tempo. – Camadas ricas em cromita são enriquecidas em elementos do grupo da platina (EGPs), localizados na parte intermediária da câmara. Complexos acamadados anortosíticos – Associados a complexos anortosíticos tipo Adirondack – Depósitos de Ti e Fe, formados pela segregação de um líquido imiscível rico em – Ferro dentro da câmara, formando a camada cumulática. – Originados a partir de processos de diferenciação dentro da câmara magmática. – Exemplo Allard Lake, no Canadá, associado à separação do supercontinente Rodínia (~1.0 Ga). Depósitos carbonatíticos – Origem do magma que gera os carbonatitos é a fusão parcial do manto. Toleítica. – Líquidos de baixa viscosidade e baixa temperatura ~ 500º C. – Riftes no interior dos continentes. – Os minerais de valor econômico: apatita, pirocloro, monazita, anatásio, magnetita e ETR. 1.2. Vulcânico, formado dentro da câmara magmática sem influência externa. – São os principais depósitos primários de diamantes. – Associados a lavas kimberlíticas (ultrabásico-alcalinos) – Ocorrendo associados aos carbonatitos. – Ambientes intracontinentais estáveis. – Depósitos primários de diamantes em lamproítos (mais ricos em diamantes), com presença de flogopita, richterita e priderita. – Os magmas kimberlíticos ascendem de forma rápida. – Os kimberlitos e lamproítos são responsáveis por transportar os diamantes formados no manto até a superfície. – Afloram em forma de enxames de diques e pipes. Comentado [MOU3]: Se é vulcânico não se forma dentro da câmara Comentado [MOU4]: O sistema vulcânico neste caso é o marcado por rochas komatiiticas e não kimberlíticas. Fale dos depósitos tipo Kambalda ou Norilsk. 1. Endógeno aberto pode ser: – Depósitos endomagmáticos com influência externa na sua formação, em que é a junção de magma original e rochas encaixantes da câmara magmática. – Depósitos mais importantes: sulfetos de Ni e Cu plutônicos, além dos depósitos de cromita podiforme. – Depósitos de Cromita Podiforme ocorre em arcos de ilhas, fusão parcial da crosta subductada contaminando o magma. O magma ascenderá através de condutos e precipitará a cromita, formando os depósitos podiformes. – Nas dorsais, o magma formado no manto litosférico, ascende interage com as rochas da crosta oceânica e se aloja em forma de pequenas câmaras magmáticas, onde ocorre a precipitação principalmente de olivinas, formando dunitos e a cromita forma cromititos. – Os depósitos maciços de Ni e Cu, idade: Arqueano-Paleoproterozóico, associados a komatiitos não depletados em alumínio, formados em profundidades mais rasas da crosta (Kambalda). – Proterozóico-Fanerozóico, Voisey’s Bay, Canadá e Norisk, Rússia. – Magma ascende desde a astenosfera até a crosta, em contato com as rochas metassedimentares dos greenstone belts e diversos fluidos, aumenta a quantidade de sulfetos no magma e forma câmaras magmáticas ricas em sulfetos de níquel (pentlandita) e cobre (calcopirita). 6) Quais os tipos de minério associados a pegmatitos? Descreva o ambiente tectônico onde ocorrem e os detalhes da formação destas rochas e dos minérios associados incluindo possíveis classificações e famílias. Por que estes depósitos são importantes do ponto de vista econômico? E do ponto de vista social? R: – Pegmatitos são rochas de granulação grossa, com cristais de mais de 3 cm. – Composições variadas, gabróicas (raro), dioríticas, graníticas são as mais comuns. – De valor gemológico e industrial inclui esmeralda, turmalina, berilo, topázio. – Feldspato e quartzo são explorados, indústria eletrônica e valor econômico, devido a possibilidade de extrair lítio, urânio, produção de vidros e cerâmica etc. – Elementos incomuns são encontrados, como tântalo, lítio, césio. Usados como fontes de baterias para indústria elétrica e eletrônica. – Rochas holocristalinas. – Fusões residuais onde fluídos, sílica e vapor de água, se encontram e se dissolvem, no ponto de saturação da água, formando cristais grandes. – Classificação de pegmatito inclui: os abissais, muscovita, elementos raros (LCT e NYF) podem ter sido formados no Proterozóico e miarolítica (NYF). – LCT (Li-Cs-Ta), granitos tipo S, originários folhelhos marinhos. Muscovita é comum. – NYF (Ni-Y-F), grandes proporções de flúor, nióbio e ítrio. Biotita é comum, granitos tipo A. 8) Rochas anortosíticas? Quais as característicastexturais? Quais os minérios extraídos destes depósitos? Quais as características microtexturais e mineralógicas ? R: – Anortositos são formados por diferenciação dentro de uma câmara magmática de um magma máficos-ultramáficos. – Formado pela segregação de um magma imiscível com os magmas da câmara magmática. – Aloja no topo da câmara magmática, resfriamento do magma, ocorre a decantação do minerais que forma as rochas cumuláticas. Intrusões tardias que foram enriquecidas em Fe, Ti e P. – Os depósitos de rochas Anortosíticas são depósitos magmáticos estratiformes ou maciços e semiconcordantes, concordantes ou ainda discordantes. – Coloração clara, leucocrática a hololeucocrática, Comentado [MOU5]: Fale mais sobre as gemas, os ETRs, comente sobre os processos de formação das gemas e dos minerais contendo elementos raros – Composta por plagioclásio (Labradorita- Anortita), Ortopiroxênio e quase sem olivina. – Sistema fechado ou Sistema Endomagmático – Ambientes tectônicos estáveis. – Depósitos de altas concentrações de Ferro, Titânio, Vanádio e Fósforo. – Mineralogia: magnetita e/ou hematita, ilmenita e apatita. – Mineral acessório: Rutilo, Titanita, Espinélios, Sulfetos e Granada. – Minérios extraídos: Ferro (magnetita, usado na fabricação de aço), Titânio (ilmenita), Fósforo (apatita, minério de fósforo, usado na indústria de fertilizantes) e Vanádio (substitui o titânio na estrutura química da ilmenita). – Depósitos no formatos de lentes massivas, camadas, bolsões, sills, diques, veios, plútons e intrusões irregulares. – Depósitos de Anortositos: Tipo Allard Lake e Adirondacks, na Província de Greenville. Tem titanita, ilmenita e ferro. 10) O que são diamantes e os demais tipos de gemas? Em que ambientes se formam? Quais as rochas associadas? No Brasil, onde (cidades, estados) devo ir para encontrar depósitos de diamantes e demais gemas? Qual o domínio geológico? Descreva em detalhe os processos formadores de diamantes e demais gemas, o ambiente geotectônico em que se formam e a explicação geoquímica para sua pureza, tamanho e beleza estética (perfeição cristalina). R: – Gemas são minerais ornamentais, possuem valor econômico, importante para a confecção de joias. – Mineral para ser classificado como gema deve ter perfeição em suas propriedades cristalográficas, sejam elas físicas ou químicas. – Perfeição cristalina das gemas é devido a pureza química (homogênea e bem definida), brilho, cor, transparência, dureza, clivagem, tenacidade, cristalografia, hábito e as propriedades ópticas. – Os minerais geológicos são o diamante, o berilo, opala, coríndon (rubi e safira), quartzo, turmalina, âmbar e perola (ambos são gemas orgânicas) e turquesa. Diamante é composto por carbono, dureza 10 na escala de Mohs. – Propriedades ópticas são isotrópicas, sistema cristalino cúbico, possui brilho adamantino, incolor (exceto nos casos de impurezas). – Para venda deve ser perfeito, é necessário que os diamantes tenham os 5Cs (color, claraty, cut, carat, certificate of Kimberlay), o último “C” é essencial para evitar compra de diamantes oriundos de zonas de conflitos, aqueles conhecidos como “diamantes de sangue”. – Diamantes naturais são classificados em Tipo I e Tipo II. Tipo I tem coloração amarela devido à introdução do nitrogênio no sistema. Tipo II são os diamantes que não possuem nitrogênio em sua composição como os incolores, marrons, rosa e vermelho (as duas últimas colorações ocorrem devido a stress sofrido deformando a estrutura do diamante e causando uma absorção diferente de cores). Tipo II-B diamantes que possuem boro na sua composição desenvolvendo uma coloração rara de cinza e azul. Depósitos primários são definidos por rochas do tipo Kimberlitos e Lamproítos. Kimberlitos são rochas ígneas, ultrabásicas, potássicas. – Ocorre em forma de pipes, diques e soleiras, – Textura porfirítica inequigranular com diversos tipos de xenólitos envoltos numa matriz fina. – Mineralogia olivina forsteritica, flogopita, ilmenita, granada piropo, diopsídio, enstatita, apatita, espinélio, massa de grãos moídos de serpentina e calcita e xenólitos de rochas metamórficas ou mantélicas e diamantes. – Divisão entre Kimberlitos do tipo 1 (Kimberlito Basáltico) e 2 (Kimberlito Micáceo). Lamproítos Comentado [MOU6]: Comente sobre os processos formadores de minérios nos pegmatitos - comente sobre o constitutional zone refining - os elementos fluxantes e a concentração de incompatíveis. Como se formam as gemas nas cavidades miarolíticas? – Rochas potássicas. – Diatremas de grande profundidade. – Minerais: leucita, flogopita, sanidina, diopsídio e richterita potássica. – Minerais acessórios: enstatita, priderita, apatita, wadeíta, cromita, ilmenita e perovskita. – Ultrabásicos a básicos. Devido alta temperatura possui baixa preservação de xenólitos. – Derivados de peridotito mantélico depletado (empobrecidos em granada e clinopiroxênio). Ocorrência de Lamproítos – Margens de crátons (a diferença entre Kimberlitos e Lamproítos). – Arqueanos. Ambientes de formação Kimberlitos e Lamproítos – Kimberlitos ocorrem na margem do cráton (zonas de rifte), zonas próximas da margem do cráton e no centro do cratón. – Lamproítos ocorrem nas faixas móveis que bordejam as zonas cratônicas. 5) O que são depósitos do tipo Pórfiro? Quais os principais ambientes geológicos onde se formam e os principais tipos de rochas associadas? Descreva os padrões de alteração hidrotermal comumente observados em depósitos deste tipo e os detalhes da evolução geoquímica dos fluidos associados e exemplos de metodologias de como estudá-los. Cite os principais minerais de minério, classificação e famílias de pórfiros. Cite ao menos um país que possui sua Economia fortemente associada à produção de minérios em pórfiros. R: – Depósito mais profundo. – Cu, Cu-Au, W-Sn, Mo – Tem rochas porfiríticas – Cobre, molibdênio. – Mineração feita em céu aberto/open pit. – Formado a 500°C. – Depósitos de cobre, ambientes colisionais, formados por granitos tipo I ou cordilheirano. – Depósitos de minérios sulfetados, granitos tipo I, cobre porfirítico, subsistema hidrotermal magmático plutônico. – Mesozoico e Cenozoico – Ambientes crustais e depósitos hidrotermais de ouro. – Com quatro zonas silicáticas envolvem o depósito: a potássica (perto do corpo de minério, deve ter biotita e K-feldspato), fílica (sericita), propílica e argílica (caracterizada pela presença de montmorilonita, ilita, hidromicas e pirofilita com ou sem caulinita). – Fluídos magmáticos com alta salinidade, que são exsolvidos em grandes quantidade e tem temperatura muito elevadas, esses fluidos misturam-se com a água das encaixantes. – Depósitos são dutos na parte superior da câmara magmática. Comentado [MOU7]: Comente mais sobre o processo de first boiling.
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