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Capitulo 6: Prospecção Geoquímica 6.1. Introdução A prospecção geoquímica é uma aplicação da geoquímica na exploração mineral. Dentre os métodos utilizados na pesquisa mineral a prospecção geoquímica possui extrema importância devido à eficiência na descoberta de depósitos minerais assim como pela facilidade na coleta de amostras e ainda pelos baixos custos. Um depósito mineral pode ser considerado com uma massa ou volume de rochas no qual uma ou mais substância mineral encontra–se concentrada de forma anômala, quando se compara com sua distribuição média na crosta. Em geral, como visto anteriormente utiliza-se a denominação de OCORRÊNCIA MINERAL para os depósitos que apresentam apenas uma concentração anômala de um ou mais minerais, porém sem interesse econômico imediato e de JAZIDA MINERAL para aquele depósito convenientemente provado e passível de ser economicamente aproveitado. O estudo detalhado de um recurso ou reserva mineral pode levar à viabilidade técnica-econômica de um depósito mineral. Tendo como fim à exploração econômica dos elementos foi introduzido o conceito de Clarke que significa a abundância média de um elemento na crosta (Tabela 6.1). Em geral, as substâncias minerais, salvo raras exceções, estão presentes em seus depósitos em concentrações superiores àquelas com que participam na composição química média da crosta terrestre, ou seja, acima de seu clarke (Tabela 5.1). A razão entre o conteúdo (teor) de uma substância num minério e seu clarke é o chamado Fator de Concentração (f.c.). Vale ressaltar que o fator de concentração varia de metal para metal (Tabela 6.2). Tabela 6.1: Conteúdo médio de alguns metais na crosta continental (clarke) e em seus depósitos minerais (Fonte: Decifrando a terra: Wilson Teixeira) Metal Clarke(ppm) Teores aproximados em depósitos minerais (%) Mínimo Médio Alumínio 82.300 17 22 Ferro 56.300 20 40 Titânio 5.650 3 7 Manganês 1.000 7 20 Zircônio 165 ------ 0.5 Vanádio 120 0.12 0.2 Cromo 102 7 30 Níquel 84 0.25 1.1 Zinco 70 1.5 4.5 Cobre 60 0.35 1.0 Nióbio 20 0.34 0.6 Chumbo 14 1.5 3.5 Tório 9 0.01 0.05 Urânio 3 0.005 0.13 Arsênio 1.8 ------ ------ Ouro 0.004 1 (ppm) 6 (ppm) (ppm) =partes por milhão Observe na tabela 6.2 que para os elementos maiores como por exemplo ferro e alumínio que já apresentam uma maior abundância na crosta, o fator de concentração é menor para formar um deposito mineral. Tabela 6.2: Comparação entre fatores de concentração Elemento Clarke Teor médio (%) F.C. Al 82.300 22 3 Fe 56.300 40 8 F 625 12 200 Sn 2,3 0,4 2000 Para melhor entendermos este assunto vamos calcular o fator de concentração para os seguintes elementos (alumínio elemento maior e chumbo elemento traço) De acordo com os dados da Tabela 2 teríamos para o AI e o Pb os seguintes resultados: 32 %2,8 %22 a Clarke AlMédioTeor FC Al 2500 14 %5,3 ppmClarke PbMédioTeor FC Pb Pelos valores dos fatores de concentração, podemos entender que, para a formação de uma jazida de alumínio, este elemento deve-se concentrar de 2 a 3 vezes em relação a sua concentração média na crosta terrestre. Por outro lado o elemento Pb para formar um depósito mineral a concentração deve ser de 2500 vezes. Nesse contexto o fator de concentração pode ser aplicado para estimar o grau de facilidade com que os depósitos minerais podem ser formados (é mais fácil formar um depósito de alumínio do que de chumbo). 6.2. Objetivo da Prospecção Geoquímica A prospecção geoquímica amplamente utilizada na prospecção mineral tem como meta procurar e identificar depósitos minerais mesmo que eles não estejam aflorando. Para isto o prospector geoquímico procura traços dos elementos químicos que tenham se dispersado a partir de corpos mineralizados. Esses processos de dispersão formam áreas em torno dos depósitos, denominadas de áreas-alvo. A extensão dessas áreas, consideravelmente maiores que as áreas dos depósitos propriamente ditos, facilita o processo de prospecção. Porém, para se detectar essas áreas, é necessário que o prospector conheça, entre outros fatores, um pouco sobre a mobilidade dos elementos, de maneira a melhor entender os processos de dispersão dos elementos. A dispersão geoquímica pode ser definida como o processo no qual, os íons e as partículas movimentam para novos locais e ambientes geoquímicos graças à atuação do intemperismo. Os diferentes métodos de exploração geoquímica estão embasados na possibilidade de amostragem e análise de diferentes materiais: rocha, solo, sedimentos de drenagem, água, vegetação, gases e mineral (Figura 6.1). Para identificar as áreas alvo tornar-se necessário que o prospector conheça um pouco sobre a mobilidade dos elementos o que o ajudará na compreensão dos processos de dispersão atuantes na área. A Mobilidade de um elemento representa a facilidade com que um elemento se move em um determinado ambiente. A mobilidade dos elementos governa as respostas dos elementos em relação aos processos de dispersão e pode ser dividida em mecânica e química. A Mobilidade química é à base da dispersão secundária, utilizada pela prospecção geoquímica em diferentes escalas. Esta mobilidade química pode se dar na forma de íons livres ou complexos que podem estar em solução, adsorvidos nos óxidos, nos argilo-minerais e na matéria orgânica. Figura 6.1: Anomalias geoquímicas (Quando o intemperismo age sobre um depósito mineral ele pode liberar íons e partículas que se movem ao longo das drenagens o que pode formar um halo de dispersão de elementos e partículas como uma área maior do que o corpo mineralizado). O Potencial iônico (quociente da carga iônica pelo raio iônico) é um guia importante para a mobilidade dos elementos, (Figura 5.2). Como observado na figura 3.2 os elementos com baixo PI são solúveis como cátions simples, ex. Ca, Na. Já os Elementos com alto PI – atraem O2 e formam oxiânions solúveis, ex. PO43 -, SO42 –. Finalmente os elementos com PI intermediário são menos móveis em virtude de sua baixa solubilidade e forte tendência à adsorção, ex. Al, Ti. Figura 6. 2: Mobilidade no ambiente superficial como função da carga iônica pelo raio iônico. A tabela abaixo mostra a mobilidade dos elementos no ambiente superficial. Tabela 6.3: Mobilidades de alguns elementos químicos em relação às condições ambientais. segundo Rose, Hawkes e Webb (1979) Condições Ambientais Mobilidade relativa Oxidante pH 5-8 Neutro pH< 4 Redutor Altamente móveis Cl, Br, I, S, Rn,He, C, N, Mo,B, (Se, Te, Re?) Cl, Br, I, S, Rn,He, C, N, B Cl, Br, I, Rn, He Moderavelmente móveis Ca, Na, Mg, Li, F Zn, Ag, U, V, As (Sr, Hg, Sb?) Ca, Na, Mg, Sr,Li, F, Zn.Cd,Hg, Cu, Ag, Co, Ni, U, V, As, Mn, P Ca, Na, Mg, Li Sr, Ba, Ra, F, Mn Levemente móveis K, Rb, Ba, Mn,Si, Ge, P, Pb,Cu, Ni, Co (Cd), (Be, Ra, In, W?) K, Rb, Ba, Si, Ge, Ra K, Rb, Si, P, Fe Imóveis Fe, Al, Ga, Sc, Ti, Zr, Hf, Th, Pa, S, ETR, Pt metais, Au (Cr, Nb, Ta, Bi, Cs?) Fe, Al, Ga, Sc, Ti Zr, Hf, Th, Pa S, ETR Pt metais, Au (As, Mo, Se)* Fe, Al, Ga, Ti, Zr,Hf, Th, Pa, Sn,ETR, Pt metais, Au, Cu, Ag, Pb, Zn, Cd, Hg, Ni, Co, As, Sb, Bi, U, V, Se, Te, Mo, In, Cr, (Nb, Ta, Cs?) Comportamento dos principais elementos da crosta durante o intemperismo 6.3. Importância dos Óxidos de Fe e Mn, Matéria Orgânica, Argilas na mobilidade dos elementos Óxidos de Fe e Mn são extremamente importantes na prospecção geoquímica porque durante sua precipitação, podem incorporar por co- precipitação, outros íons. Além disso após a sua precipitação eles podem capturar ou adsorver elementos com os quais entrem em contato. A existênciadesses óxidos pode produzir uma diminuição na extensão de halos de dispersão de elementos normalmente móveis em determinadas condições de pH/Eh. Por outro lado, podem produzir anomalias não significativas. Um outro material de extrema importância na prospecção geoquímica é a matéria orgânica que pode estar presente nos solos e nos sedimentos de drenagem. Este material é constituído por um complexo grupo de componentes de origem biológica e desempenha papel importante na adsorção de certos elementos. Camadas orgânicas do solo possuem a capacidade de acumular certos metais e desse modo podem, muitas vezes, gerar anomalias não significativas, Argilo-minerais Quartzo Si Al Fe Mg Ca Na K Lixiviação Óxidos de ferro Si removida em solução Hidróxidos de Al Quartzo Óxidos de ferro in te m p e ri s m o principalmente em locais pantanosos ou com espessa cobertura vegetal ou ainda em zonas de surgência de lençol freático (seepage). As argilas têm a capacidade de promover a troca de cátions com elementos no ambiente superficial. Essa capacidade está relacionada à facilidade desses argilo-minerais em receber moléculas de água ou cátions entre as lâminas que formam sua estrutura. 6.4. Conceitos (Teor de fundo – Teor limiar e anomalia Geoquímica) Na prospecção geoquímica a coleta de amostra é feita por uma equipe técnica. O material amostrado em campo é enviado, na maioria das vezes, para um laboratório especializado onde é feita a dosagem dos elementos. A eficiência desse processo depende do estabelecimento dos valores de teores de fundo e do limiar. Mais realista que o Clarke, o teor de fundo é definido como o teor médio de um elemento em materiais geológicos não mineralizados (background). A distribuição de um elemento raramente é uniforme, com isso, a abundância normal de um elemento será variável de acordo com o material em que estiver contido. Por isso, para cada tipo de amostragem e para cada nova área a ser pesquisada, novos teores de fundo deverão ser definidos. A figura 6.3. Ilustra os teores de fundo de alguns elementos em rochas. A abundância normal de um elemento será variável de acordo com o material em que estiver contido. Para cada tipo de amostragem, e para cada nova área a ser pesquisada, novos teores de fundo deverão ser definidos. Figura 6.3: Teor de fundo em rochas. Como visto acima o teor de fundo de uma região depende dos tipos de rochas presentes. Vale lembrar que se as rochas possuem composição química e mineralógica diferente, assim como afinidades geoquímicas diferente. Assim considerando um mesmo elemento químico pode-se dizer que nas rochas onde originalmente este elemento está mais concentrado, isto é possui uma maior afinidade, seriam as mais adequadas como fontes de depósitos minerais (vide a Tabela 6.4). Tabela 6.4: Associações geoquímicas de elementos Associações plutônicas Rochas ultramáficas Cr, Co, Ni, Cu Rochas máficas Ti, V, Sc Rochas alcalinas Ti, Nb, Ta, Zr, ETR, F, P Rochas carbonáticas ETR, Ti, Nb, Ta, P, F Rochas graníticas Ba, Li, W, Mn, Sn, Zr, Hf, U, Th, Ti Rochas pegmatíticas Li, Rb, Cs, Be, ETR, Nb, Ta, U, Th, Zr, Hf Associações hidrotermais Depósitos de cobre pórfiro Cu, Mo, Re Sulfetos complexos Hg, As, Sb, Se, Ag, Zn, Cd, Pb Sulfetos de baixa temperatura Bi, Sb, As Metais básicos Pb, Zn, Cd, Ba Metais preciosos Au, Ag, Cu, Co, As Metais preciosos (UMF) Ni, Cu, Pt, Co Metamorfismo de contato Schelita-cassiterita W, Sn, Mo Fluorita-helvita Be, F, B Associação sedimentar Folhelhos negros U, Cu, Pb, Zn, Cd, Ag, Au, V, Mo, Ni, As Fosforita U, V, Mo, Ni, Ag, Pb, F, ETR Evaporitos Li, Rb, Cs, Si, Br, I, B Lateritas Ni, Cr, óxidos, Mn, Co, W, As, Ba, P, Nb, Ti, ETR Bauxita Nb, Ti, Ga, Be, Zn Analisando a tabela 6.4 as rochas ultramáficas seriam mais adequadas para a formação de depósitos de Cr, Co, Ni, Cu, já as rochas pegmátiticas poderiam formar depósitos de Li, Rb, Cs, Be, ETR (Elemento terras raras), Nb, Ta, U, Th, Zr, Hf. Anomalia Geoquímica Anomalias geoquímicas são desvios dos padrões geoquímicos normais em um determinado espaço geoquímico. São valores anormalmente altos ou baixos de um elemento ou combinações de elementos, ou ainda uma distribuição anormal de teores em um ambiente específico. As anomalias podem ser: 1) pedogeoquímicas (solos), 2) litogeoquímicas (rochas), 3) hidrogeoquímicas (água), 4) biogeoquímicas (vegetais), 5) atmogeoquímicas (ar) ou relativas aos sedimentos de fundo de drenagens (vide figura 6.1). As anomalias relacionadas com mineralizações são denominadas significativas e são geralmente positivas (teores maiores que os teores de fundo). As anomalias relacionadas com mineralizações não econômicas ou a processos não relacionados à mineralizações que produzem altos teores nos elementos indicadores são chamadas não-significativas. Limiar O LIMIAR (THRESHOLD) representa um valor acima do qual o teor de uma amostra e considerado anômalo. É o limite superior das flutuações normais de teores de fundo. A maioria dos levantamentos geoquímicos apresenta um conjunto de feições consideradas como anormais, que sobressaem no panorama geoquímico de uma área prospectada. Porém, muitas anomalias não apresentam significado de interesse econômico e prospectivo. Essas são anomalias não-significativas. Podem ser devido a: 1) Anomalias relacionadas com rochas que apresentam altos teores de fundo dos elementos considerados (ultramáficas – alto Cr, Co, Ni, Mg; carbonatitos – alto P, Ti, Zr, Nb, TR; máficas – alto Fe, Ti, Cu); 2) Anomalias devidas à contaminação pela atividade humana (rejeitos de minas, rejeitos de operações de fundição, fertilizantes, pesticidas, defensivos agrícolas ricos em metais, efluentes líquidos e resíduos sólidos); 3) Anomalias produzida por erros durante a campanha de amostragem (amostras coletadas em locais impróprios da drenagem ou do solo, mal coletadas, etc.) e/ou durante a análise da amostra no laboratório (erros na análise laboratorial). Anomalias de fuga A figura abaixo mostra como o halo de dispersão pode ajudar na descoberta de um corpo mineralizado. Figura 6.4: Anomalia de fuga devido ao fraturamento da rocha. Elemento indicador x Elemento Farejador Elemento indicador é aquele utilizado na prospecção com o objetivo de detectar um corpo de minério. Na maioria dos casos o elemento indicador é um componente economicamente importante (elemento maior) no minério procurado. (E.g. Cobre em mineralizações de cobre, cromo em mineralizações de cromo). Caso um componente principal apresente dificuldades analíticas, tiver mobilidade muito reduzida ou produzir dados de interpretação difíceis, durante a prospecção geoquímica, outros elementos associados com o principal podem ser utilizados e neste caso são denominados de elementos farejadores (elemento traço ou menores) Elementos farejadores (pathfinders): são elementos associados a um corpo mineralizado que apresenta uma baixa concentração e é usado para detectar corpos de minério. A característica essencial para o elemento ser considerado farejador é relacionamento consistente com a mineralização. Os elementos farejadores são normalmente utilizáveis apenas para determinados tipos de mineralização ou ambiente geoquímico (Tabela 6.5). Por exemplo o molibdênio (Mo) não é farejador para todos os depósitos cupríferos mas apenas os de cobre pórfiro. O Arsênio é farejador para as jazidas auríferas com arsenopirita. Tabela 6.5: Exemplo de elementos farejadores utilizados em prospecção g FAREJADORES TIPOS DE DEPÓSITOS As Veios de Au e Au As Minérios sulfetados complexos (Au, Ag, Cu, Co, Zn) B Escarnitos (w, Be, Zn, Mo, Cu, Pb) B Greisens ou veios de Sn-W-Be Hg Pb-Zn-Ag (sulfetos complexos) Mo Depósitos de contato (W-Sn)Mn Cobre pórfiro, depósitos em veios (Ba-Ag) Se, V, Mo U: Tipo arenito Cu, Bi, As, Co, Mo, Ni U: tipo veio Mo, Te, Au Cobre pórfiro Pd, Cr, Cu, Ni, Co Pt em rochas ultramáficas Zn Ag-Pb-Zn (sulfetos em geral) Zn, Cu Cu-Pb-Zn (sulfetos em geral) Rn U: todos os tipos de depósitos 6.5. Métodos de prospecção geoquímica Litosfera (rochas) (Figuras 6.5 a 6.8) Pedosfera (solos) Hidrosfera Atmosfera Biosfera Propósito da prospecção geoquímica Sedimentos de corrente Figura 6. 5:Locais de coleta de amostras em prospecção geoquímica (Rochas, solos e sedimentos de drenagem). Colúvio Aluvião Solo residual Mineralização Figura 6. 6: Locais de coleta de amostras em prospecção geoquímica (Rochas, solos, sedimentos de drenagem e água subterrânea). Figura 6. 7: Locais de coleta de amostras em prospecção geoquímica (Rochas, solos, sedimentos de drenagem e água subterrânea e anomalias biogênicas). Vegetais com raízes no colúvio Vegetais com raízes no aluvião Mineralização Linha do freático Vegetais com raízes no freático Vegetais com raízes no solo residual Figura 6. 8: Locais de coleta de amostras em prospecção geoquímica (Rochas, solos, sedimentos de drenagem e água subterrânea e anomalias biogênicas) A prospecção geoquímica é realizada com objetivo de diminuir progressivamente o tamanho da área de pesquisa aonde pode estar localizado um corpo de minério, antes da fase de prospecção direta (por exemplo: execução de sondagens). Em geral uma campanha geoquímica tem como meta descobrir um depósito de minério com custo bem baixo. 6.6.Campanha de amostragem na prospecção geoquímica O objetivo de uma amostragem geoquímica é o de representar uma situação real composta por um número infinito de pontos por meio de uma quantidade finita de amostras. Esse conjunto de porções retiradas de uma situação global deverá ser o mais representativo possível, sob pena de falsear qualquer conclusão. Isso é particularmente crítico nos casos em que cada amostra tenha grande abrangência como é o caso dos sedimentos ativos de drenagem em levantamentos regionais. Qualquer desvio das regras estabelecidas poderá gerar problemas como super-estimação ou de sub-estimação dos teores encontrados. Mineralização Linha do freático Surgência (seepage) Fonte Afloramento do freático 6.7. Responsabilidades do Coletor (técnico em mineração) O coletor das amostras deve fazer mais que apenas coletar a amostra, deve portanto, observar todos os fatos que escapam da normalidade durante os trabalhos, fazendo as anotações na caderneta de campo para subsidiar as interpretações e conclusões do levantamento. Durante a coleta é importante anotar fatos como, mudanças na cor ou na textura do material, mudanças na granulação, presença de matéria orgânica, de óxidos de Fe/Mn, quaisquer indícios de mineralização (presença de sulfetos), etc. De igual importância são os cuidados que devem ser tomados durante a coleta propriamente dita da amostra que deve ser feita estritamente de acordo com o especificado. Em levantamentos regionais de longa duração deve-se cuidar a qualidade e as mudanças na equipe de campo. Esse problema é especialmente comum em regiões ínvias onde é difícil a aquisição de mão de obra especializada e onde a existência de garimpos aumenta a rotatividade de pessoal. 6.8. Programação de amostragem A programação das estações de amostragem deve ser feita com o auxílio do mapa-base preliminar de trabalho e do mapa geológico. As estações de coleta devem ser distribuídas conforme, a diferença das rochas, a densidade e o padrão da rede hidrográfica (as drenagens), a densidade e representatividade da amostragem (depende da escala de trabalho), e de acordo a experiência acumulada. Além disso, deve ser checada, durante a pesquisa mineral, a qualidade de amostragem. As amostras para o controle de qualidade devem ser programadas e incluídas em lotes com quantidade de amostras pré-estabelecida, permitindo a verificação periódica da qualidade das técnicas de amostragem e analíticas. A precisão de amostragem em campo (controle de qualidade) é controlada por meio de amostras replicatas, que são duas amostras diferentes coletadas no mesmo local. A precisão analítica (precisão na preparação das amostras) é controlada por meio de amostras duplicatas, que são amostras normais divididas em duas porções. As tendências do laboratório são controladas por meio de amostras padrão (que são comprados e cujo teor é conhecido). 6.9. Técnicas de amostragem 6.9.1.Prospecção Geoquímica por Sedimentos de Corrente Sedimento de drenagem é aquele material não consolidado, distribuído ao longo dos vales, do sistema de drenagem e originado a partir da interação constante e contínua dos processos de intemperismo e erosão que atuam sobre os diversos tipos de rocha localizados na bacia de drenagem. Assim, esse material é representativo de toda a bacia a montante, no que concerne aos eventos a ela relacionados. Os sedimentos de corrente podem ser ativos e inativos. Sedimentos inativos de drenagem, são aqueles materiais depositados nos cursos de água e que podem ter sido originados de três maneiras: a) Material transportado por tração, saltação e suspensão pela torrente das cheias e que se deposita marginalmente à corrente; b) Material desmoronado das margens e acumulado próximo da fonte sem transporte significativo; c) Material de densidade elevada, que se deposita seletivamente nos locais onde ocorram obstáculos naturais no leito ou onde a corrente muda de direção. Os Sedimentos ativos de drenagem, também conhecidos como sedimentos de corrente, são os materiais não consolidados que estão sendo continuamente transportados na corrente da drenagem por saltação, tração ou suspensão. Esse conjunto heterogêneo está sendo constantemente movimentado e misturado na zona de maior fluxo da corrente. Isso promove uma constante e adequada mistura de componentes em qualquer trecho da drenagem. É o material mais usado na prospecção geoquímica regional (Figura 6.9). Figura 6. 9: Fotos em aluviões (sedimentos ativos de corrente). Em uma amostragem de sedimentos de corrente, alguns procedimentos podem ser sugeridos: Planejamento e localização do córrego e da estação de amostragem (através de mapas geológicos, topográficos, fotografias aéreas e imagens de satélite e radar). A amostragem é composta isto é o material deve ser coletado em locais afastados entre si. Lembre-se que uma amostra composta representa uma área. O tipo de material coletado é a fração argilosa (devido à sua capacidade de adsorção). A coleta deve ser feita de jusante para montante A coleta deve ser feita no meio da drenagem e nunca próximas de suas bordas laterais Procurar não amostrar pequenos cursos de água muito próximos de sua confluência com rios de maior magnitude (ou seja locais onde o material pode não ser significativo) Amostrar sempre a montante de pontes, travessias, etc. (para não gerar falsas anomalias). Usar a mão para coleta de material. Condicionar o material em sacos plásticos e identificar a amostra Medir o pH da água; Preencher a caderneta de campo. Observar quaisquer anormalidades existentes no local de coleta (ou seja presença de óxidos de ferro e manganês, presença de matéria orgânica, presença de sulfetos etc.). Marcar no campo a estação de coleta de maneira a possibilitar futuras verificações e eventuais reamostragens. Tirar as coordenadas. Vale lembrar que o estabelecimento do padrão de amostragem de uma determinada área a ser coberta por coleta de sedimentos de corrente depende, tanto do objetivo do levantamento (levantamento regional, de semi detalhe ou de detalhe, Figuras 6.10 a 6.12), quanto da área máxima parabacias de drenagem que reflitam a mineralização procurada. Vale ressaltar que cada amostra em um levantamento geoquímico em drenagens representará todos os materiais geológicos que estão sendo erodidos na bacia de drenagem a montante da estação de coleta. Com isso, a amostra não representa somente um ponto mas sim toda a área da bacia a montante. Dessa maneira, o teor na amostra representa o teor médio dos materiais geológicos da bacia de drenagem a montante da estação de coleta. A área máxima da bacia de drenagem representada por cada amostra, dependerá dos parâmetros levantados no estudo orientativo e das demais informações existentes, além do conhecimento da mobilidade dos elementos procurados. Como regra geral, quanto maior a bacia de drenagem amostrada, tanto maior deverá ser a mineralização para produzir anomalias detectáveis Figura 6. 10: Densidade de amostragem em uma malha de 100-200km2 . Figura 6. 11: densidade de amostragem em uma malha de 10-20km2. Figura 6. 12: Densidade da amostragem um escala de uma amostra a cada 0,5km2 e com espaçamento constante ao longo das drenagens. 6.9.2 Prospecção por Concentrados de Bateia (Minerais Pesados) Esta ferramenta utiliza as propriedades gravimétricas dos materiais detríticos pesados e resistatos (com densidade maior que a densidade do quartzo, d = 2.7). Como por exemplo, ouro, cassiterita, columbita, tantalita, diamante e seus satélites, platina, monazita, etc. (Figura 6.13) Estes materiais tendem a se acumular como produtos residuais das rochas, sendo encontrados nos elúvios, colúvios e aluviões (sendo este último o ambiente amostrado). O concentrado é feito no campo com auxílio de uma bateia (alumínio). Em uma amostragem de concentrados de bateia, alguns procedimentos ser seguidos: Planejamento e localização do córrego e da estação de amostragem (através de mapas geológicos, topográficos, fotografias aéreas e imagens de satélite e radar). A amostragem é composta isto é o material deve ser coletado em locais afastados entre si. Lembre-se que uma amostra composta representa uma área. A coleta deve ser feita de jusante para montante (fração cascalho) A coleta das amostras deve ser feita nos locais onde haja diminuição brusca da velocidade do fluxo de água (figura 6.14.) e onde predominem partículas de 0.5cm ou mais de diâmetro, como barras em pontal (ilhas), barras marginais (praias), porções internas das curvas dos rios, barreiras em drenagens formadas por quaisquer obstáculos, etc; O material deve ser coletado com pás ou cavadeiras a cerca de 30cm de profundidade e com volume constante entre 10 a 20 litros. Pode-se fazer um pré peneiramento, separando e rejeitando a fração mais grossa após análise visual com seleção dos minerais de interesse que devem ser guardados com o concentrado. Durante o bateamento deve-se ter cuidado para não perder materiais de interesse como palhetas de ouro mais fino. O bateamento é feito, se possível, em geral no próprio local de coleta e o concentrado é guardado em saco plástico e etiquetado. A estação de coleta deve ser marcada para futuras verificações e eventuais reamostragens. Tirar as coordenadas e anotar as informações na caderneta de campo (figura 5.15). Figura 6. 13: Etapas de garimpagem de um concentrado de sedimento. É importante misturar bem o sedimento para que os metais pesados se concentrem no fundo da bateia. Frequentemente o sedimento é peneirado a menos de 2mm, embora esse procedimento possa eliminar alguma pepita (nugget) grande. Um garimpeiro experiente leva, em média, 20 min para completar a operação. Figura 6. 14: Locais indicados pelas setas para concentração de minerais pesados (A1) –parte interna nos meandros; (A2) encontro de rios com velocidades diferentes (v1>V2) e (A3) Encontro de rios com lagos e açudes . Figura 6. 15: Locais de amostragem por concentrado de bateia. Na figura acima é mostrado o processo de bateamento. No centro o local de coleta de amostra. A foto inferior mostra a fração cascalhosa amostrada. 6.9.3. Prospecção geoquímica e amostragem de solos residuais (Elúvios) A amostragem e análise de solos residuais é uma das técnicas mais utilizadas e quando usada adequadamente torna-se uma ferramenta extremamente confiável. Isto porque independente das condições climáticas e onde se tem uma rocha mineralizada haverá feições químicas representada nos solos residuais. Durante a atuação dos processos de intemperismo e pedogênese (formação do solo), os elementos presentes na rocha são incorporados aos solos residuais sobrejacentes, denominados elúvios. Quando esses processos ocorrem sobre corpos mineralizados, os altos teores dos elementos associados aos depósitos darão origem a teores anormalmente altos nos solos residuais sobrejacentes. Anomalias geoquímicas nas rochas intemperizadas e nos solos residuais têm sido usadas com grande sucesso como guias para mineralizações não aflorantes. Ressalta que o solo pode ser residual (elúvio) ou transportado (colúvio). Em áreas com cobertura residual, a amostragem é utilizada, em geral, na fase após os serviços de prospecção geoquímica por sedimentos de corrente e por concentrados de bateia. Vale lembrar que existem algumas áreas onde os solos superficiais não refletem a química das rochas subjacentes, são elas: a) Áreas glaciais onde o solo (ou cobertura) foi transportado para outra região; b) Áreas onde ocorre forte transporte eólico de areias; A formação das anomalias no solo residual é governada por fatores físicos e químicos como, por exemplo: a) Modo de ocorrência dos elementos – os elementos derivados do intemperismo ocorrem no solo de maneira dependente das suas propriedades, de sua ocorrência no material original, da química e da mineralogia do solo. Alguns metais (Sn, W, Nb, Au) ocorrem no solo como componentes de minerais resistatos ou migram também na forma iônica. Outros ocorrem ligados à argilo-minerais ou com óxidos hidratados de Fe e Mn e Al e também à matéria orgânica. Elementos de pouca mobilidade (Sn, Cr) tendem a permanecer no local de geração e podem sofrer enriquecimentos relativos mantendo ou até ampliando suas anomalias. Elementos mais móveis (Cu, Zn, Mo, U) mostram intensidades menores em suas anomalias pois tendem a migrar de seus locais de origem. Procedimento de coleta de amostras Em geral a coleta é feita segundo um sistema de malhas regulares ao longo das linhas regularmente espaçadas (locação dos pontos). Antes da coleta deve- se fazer um levantamento topográfico locando em campo (colocando piquetes) o local a ser amostrado. Deve-se para isto construir uma linha base que deve ser paralela à estrutura mineralizada. E a partir desta em direção ortogonal e em intervalos regulares devem ser implantadas as linhas de amostragem. A equipe de topógrafos colocará piquetes no locais a serem amostrados De um modo geral 20 a 50g de amostra fornecem material suficiente para uma boa amostragem. As amostras são coletadas por meio de escavações manuais no horizonte B e acondicionadas em sacos plásticos previamente numerados. Para cada amostra são preenchidas as fichas de campo. Vale ressaltar que o horizonte B é escolhido devido à á composição argilosa. A partir da análise química das amostras são construídos mapas de isoanomalias (mapas de isoteores). A planilha de campo contém os seguintes dados: Localização da amostra, nome do amostrador, data da coleta, descrição do local, método de análise, horizonte amostrado e anormalidades no local (se houver). Ressalta que durante a interpretação dos dados, parâmetros como a topografia que podem aumentar o tamanho do halo de dispersão devem ser analisados (Figura 5.16a).Figura 6. 16: Influencia da inclinação do terreno em relação às anomalias máximas Influência da inclinação do terreno em relação as anomalias máximas (Granier 1973) 6.9.4. Prospecção hidrogeoquímica Os métodos de prospecção hidrogeoquímica estão baseados na descoberta de halos de dispersão secundária de corpos mineralizados a partir do estudo da hidrodinâmica superficial e subterrânea. Este estudo pode ser realizado em águas superficiais, subterrâneas e em fontes. A prospecção em água superficial ou subterrânea tem como vantagem poder detectar ocorrências minerais não aflorantes. Além disso, uma pequena porção de material é coletado não diminuindo na eficiência para detecção dos halos de dispersão A técnica de prospecção hidrogeoquímica tem sido utilizada para depósitos sulfetados e não sulfetados (B, Be, Li, W, F, U, etc). Teores anômalos dos elementos químicos contidos nas águas superficiais ou subterrâneas constituem padrões conhecidos como anomalias hidrogeoquímicas. Os elementos móveis são capazes de viajar em solução nas águas naturais e por isso são úteis na prospecção geoquímica. U, F, Mo, Zn, Cu, entre outros, são exemplos de elementos que podem ser prospectados desta maneira. Drenagens largas e rasas com fluxos estáveis e sem turbulência são ideais para esse tipo de prospecção pois mantém a homogeneidade das anomalias. O metal pode entrar na drenagem nas cabeceiras ou em qualquer ponto do seu curso e tenderá a mostrar um decréscimo progressivo a partir da fonte. Porém, em muitos casos, é comum a entrada do metal a partir de vários pontos ao longo do curso dificultando a interpretação. Técnicas de amostragem de água de drenagem O amostrador deve ficar de frente para a cabeceira da drenagem para evitar contaminações da amostra no momento da coleta Lavar as mãos com a água corrente da drenagem Abrir o recipiente e lavá-lo duas ou três vezes com a água corrente da drenagem Medir o pH da água com papel indicador Encher o recipiente com água Se for o caso, adicionar acidulante para manter os elementos em solução Preencher a ficha de campo (anotando qualquer anormalidade) Identificar a estação de amostragem no campo e identificar a amostra 6.9.5 Prospecção biogeoquímica A prospecção geobotânica é um dos métodos geoquímicos de exploração mineral e tem o propósito de detectar halos de dispersão secundária de corpos mineralizados, por meio do estudo, da distribuição dos elementos químicos indicadores, presentes na vegetação. Alguns elementos químicos são fundamentais para o perfeito desenvolvimento das espécies vegetais (macro e micronutrientes). A atividade vital faz com que alguns elementos dispersos na superfície da terra se acumulem nas plantas (ex: B., Mn, Fe, Cu, Mo, Zn, Co, Ni, U). Estes elementos são denominados segundo a sua abundância média em macro e micro nutrientes. (Macro: H, O, N, P, S, Cl, C, K, Mg, Ca e Micro: Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo). Estes elementos, em excesso ou em falta, podem influenciar o desenvolvimento sadio das plantas. Vantagens do método Devido à profunda penetração das raízes, corpos mineralizados não aflorantes podem ser localizados mesmo sob uma cobertura de solo de até 30m. As plantas possuem a capacidade de assimilar elementos químicos que estão presentes nos solo em quantidades muito reduzidas. 3.10. Controle de Qualidade As amostras para o controle de qualidade devem ser programadas e incluídas em lotes com quantidade de amostras pré-estabelecida, permitindo a verificação periódica da qualidade das técnicas de amostragem e analíticas. A precisão de amostragem é controlada por meio de amostras replicatas, que são duas amostras diferentes coletadas no mesmo local. A precisão analítica é controlada por meio de amostras duplicatas, que são amostras normais divididas em duas porções. As tendências do laboratório são controladas por meio de amostras padrão, que tem teor conhecido.
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