B3Prospecção MinPesados

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ESTUDO DOS MINERAIS PESADOS 
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Interesse de Estudo de Minerais Pesados
Apresentam interesse:
Do ponto de vista econômico (podem constituir depósitos explotáveis) 
Do do ponto de vista geológico, podem servir como 
Indicadores da natureza das rochas e das mineralizações a montante do ponto de coleta de um sedimento de drenagem, 
Indicadores da área fonte de um sedimento ou rocha sedimentar, 
fornecer informações diretas sobre as associações mineralógicas ou associações paragenéticas contidas nos mais diversos litotipos.
Vasto emprego nos campos mais tradicionais da Geologia (Geologia Econômica, Prospecção, Sedimentologia, Petrologia/Petrografia). 
Na Geologia Econômica e na Prospecção Mineral emprega-se, direta ou indiretamente, os minerais pesados (obtenção de min.guias, como granada piropo, cromita, turmalina, gahnita, picroilmenita) na busca dos depósitos minerais. 
Na Sedimentologia e na Estratigrafia estudos de química mineral em MP (ilmenita) => determinação das áreas de proveniência. 
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Na Petrologia => caracterização da morfologia das populações de zircão é utilizada para fins de classificação dos corpos graníticos 
Na Petrografia => determinação de MP encontrados nas rochas granitóides e demais tipos rochosos permite distinguir diferentes unidades geológicas. 
Na Geocronologia => vários MP: zircão, titanita, monazita, granada e apatita são utilizados nos métodos de determinações das idades das rochas (U/Pb, 206Pb/207Pb, Sm/Nd e traços de fissão).
No Brasil, onde há formação de espessas coberturas de solos que mascaram tanto os tipos rochosos subjacentes quanto as mineralizações, o estudo dos minerais pesados deveria ser aplicado rotineiramente nas campanhas de mapeamento e pesquisa mineral. 
A súmula dos minerais pesados encontrados poderia fornecer informações sobre os tipos litológicos e os recursos minerais existentes em determinada região representando significativa ferramenta para a melhoria da qualidade dos dados geológicos.
Interesse de Estudo de Minerais Pesados
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O que é mineral pesado?
São considerados minerais pesados aqueles que têm 
			densidade igual ou superior a 2,9. 
Apesar de consagrado na literatura geológica, o termo mineral pesado não é a maneira mais apropriada de designação, sendo a denominação mais correta mineral denso.
Minerais com densidades inferiores a 2,9, são denominados, genericamente, minerais leves, sendo o quartzo (2,65) e os feldspatos (2,56 a 2,76) os representantes principais e mais comuns.
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O que é mineral pesado?
Na natureza, a concentração dos minerais pesados ocorre, sobretudo, em virtude da perda de energia da corrente produzida pelo agente de transporte (rio, mar, vento) o que ocasionará a deposição desses materiais mais densos nos sítios mais propícios. 
De modo geral, esses locais favoráveis à deposição e à acumulação de minerais econômicos (ouro, diamante etc.) são denominados trapas (do inglês trap = armadilha). 
Por exemplo, no caso do transporte fluvial, a deposição das partículas transportadas ao longo da calha do rio, do ribeirão, do córrego ou do riacho se dá em pontos singulares onde ocorre a diminuição da velocidade de corrente, o que proporcionará, então, as concentrações aluviais.
 
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O que é mineral pesado?
Em geral, os sítios mais favoráveis à deposição dos materiais transportados pelas correntes são facilmente percebidos por causa do acúmulo de cascalho (bancos de cascalhos) depositados em 
trechos fluviais retilíneos encachoeirados ou c/ corredeiras, igarapés ou areia nas zonas marginais ou centrais do leito ativo das correntes. 
Dentre os sítios favoráveis à concentração dos minerais pesados:
partes côncavas (meandros) das curvas dos rios, 
pontos logo após encontro de rios c/ diferentes velocidades de corrente
poços de cachoeiras, 
zonas de remansos localizadas depois das corredeiras, 
obstáculos naturais no leito dos rios, como travessões. 
Além destes, as marmitas (pot boles) encontradas nos leitos rochosos das drenagens podem representar ótimos locais para a deposição dos minerais pesados. 
Esses são os locais preferenciais para a coleta de amostras de concentrados de bateia (CB).
 
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Banco de cascalho com seixos imbricados, indicando a direção de corrente
Banco de areia situado na margem do rio. 
Ribeirão do Mosquito, Coronel Xavier Chaves, MG
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Praia fluvial onde se observam estratificações plano-paralelas no banco arenoso
Formação de depósitos em curvas de rios com os meandros atuando como ponto de concentração de minerais pesados
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Poço de cachoeira 
Dique pegmatítico disposto ortogonalmente ao leito do córrego funcionando como travessão (região de Galiléia, MG)
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Travessão atuando como concentrador de minerais pesados 
Fluxo
Marmita estabelecida em leito fluvial rochoso 
Coleta e concentração em bateia do material aprisionado em marmita
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Os principais minerais pesados
Os minerais pesados que constituem jazidas são também chamados de minerais resistentes, por suportarem bem os efeitos da abrasão ocasionada durante o transporte proporcionado pelos diversos tipos de agentes intempéricos (água, gelo, vento). 
Também resistem à decomposição química, são estáveis sob condições normais de pressão e temperatura, agüentando bem as condições de oxidação e de hidratação propiciadas pelo meio. 
Dessa forma, os minerais pesados ditos resistentes conseguem ser preservados podendo se acumular para formar depósitos minerais. 
Do ponto de vista da Geologia Econômica, os principais minerais pesados formadores de depósitos explotáveis (lavráveis):
ouro, diamante, cassiterita, columbita-tantalita, wolframita, ilmenita, rutilo, monazita, zircão e 
algumas pedras coradas, como turmalinas, safira, rubi, entre outras.
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Os principais minerais pesados
Relaciona-se uma série de minerais (resistentes ou não) que são excelentes indicadores de zonas mineralizadas
 por representarem minerais que constituem jazidas primárias (cromita, scheelita), ou 
por participarem da paragênese/ganga de certos tipos de depósitos minerais (topázio, fluorita, barita, magnetita, ilmenita, granada, turmalina, cinábrio, scheelita, hidrozincita etc.).
Por outro lado, ocorre na natureza um conjunto de minerais pesados que apesar de não serem considerados resistentes (granadas, estaurolita, anfibólios, titanita, apatita etc.), estão constantemente presentes nas rochas da crosta terrestre e prestam-se aos estudos geológicos (Quadro 1).
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Os principais minerais pesados
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Obtenção dos concentrados de 
minerais pesados
A PARTIR DA AMOSTRAGEM DE FLATS ALUVIAIS 
Em campanhas que visem, de maneira direta, à prospecção de depósitos detríticos de ouro, de cassiterita etc
amostras são coletadas por meio de poços (c/ diversas seções/catas - pesquisa para diamante) escavados na planície aluvial (flat), 
por sondagens dos tipos Banka, Empire ou mista, até atingir o nível de cascalho posicionado sobre o embasamento rochoso (bedrock), 
ou, em casos excepcionais, por meio do trado. 
Há limitações para o uso de trado na amostragem dos depósitos aluviais => níveis muito arenosos ou cascalhosos dificilmente serão amostrados. O topo da camada de cascalho corresponde ao impenetrável a esse tipo de ferramenta. 
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Obtenção dos concentrados de minerais pesados
Cata de diamante, Diamantina, MG
Sondagem mista efetuada em pesquisa para ouro. Aluvião do rio Piranga, Presidente Bernardes, MG
Raspagem do cascalho assentado sobre o bedrock
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Obtenção dos concentrados de MP
A PARTIR DA AMOSTRAGEM DE FLATS ALUVIAIS 
Nesse tipo de campanha também devem ser amostrados os terraços aluvionares mais elevados encontrados nos vales dos rios ou até mesmo em pontos mais afastados da calha fluvial, como os depósitossituados no topo das elevações locais, onde recebem a denominação de grupiara (Foto). 
Em trabalhos efetuados por intermédio de poços ou catas (Foto), em virtude dos volumes amostrados (deve-se lavar todo o cascalho coletado), os equipamentos utilizados na concentração correspondem a jigs e sluices (Fotos) e peneiras para a classificação granulométrica podendo também ser empregados, de forma complementar, o gravitator, o pan californiano e a bateia.
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Obtenção dos concentrados de minerais pesados
Nível de cascalho fluvial em terreno elevado (grupiara)
Vale fluvial com terraços aluvionares expostos em patamares
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Obtenção dos concentrados de minerais pesados
Sluice para a pré-concentração de ouro e diamante em garimpo, Diamantina, MG
Cata para topázio imperial, área de Capão do Lana, Rodrigo Silva, Ouro Preto, MG
Limpeza da calha sluice após o processo de concentração 
Bica garimpeira para lavagem de cascalho com topázio imperial, área do Capão do Lana, Ouro Preto, MG
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Obtenção dos concentrados de MP
A PARTIR DA AMOSTRAGEM DO LEITO ATIVO DAS CORRENTES
Em campanhas prospectivas => súmula dos minerais em uma região - coleta das amostras é feita no leito ativo das drenagens, onde passa a água corrente => amostragem do tipo leito ativo ou lit vif
O conceito de leito ativo também se aplica às drenagens de tipo intermitente, por onde a água corre só em determinadas circunstâncias (chuvas ocasionais) ou em períodos do ano (estação chuvosa). 
Há nos leitos ativos das correntes vários tipos de trapas favoráveis à acumulação dos MP. As amostras são coletadas nesses sítios apenas quando não se tratar de uma campanha de coleta sistemática de CB, 
No caso de coleta sistemática de CB os pontos de amostragem se encontram distribuídos regularmente, segundo espaçamentos preestabelecidos (a cada 1 km, a cada 500 m) ao longo de todo o curso da drenagem.
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Obtenção dos concentrados de MP
 
 
 
Córrego encachoeirado devido ao seu leito rochoso
Exemplo de leito ativo de drenagem.Córrego em leito rochoso
Leito ativo de drenagem. Córrego remansoso em planície aluvial arenosa 
Exemplo de leito ativo de drenagem. Grande concentração de blocos rochosos
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Obtenção dos concentrados de MP
A PARTIR DA AMOSTRAGEM DO LEITO ATIVO DAS CORRENTES
Nem sempre os sítios ideais para a coleta das amostras serão encontrados em locais predeterminados. 
Na ausência das trapas, as amostras podem ser extraídas de qualquer ponto do leito ativo, c/ preferência aos pontos onde haja zonas com a acumulação de cascalho ou areia grossa, pois é aí que se encontram, em maior quantidade e tamanho, os minerais pesados. Na impossibilidade de se amostrar, podem ser coletadas frações mais finas.
Para a coleta propriamente dita necessita-se de:
pá, 
peneira (malha quadrada de 2,0 mm), 
recipiente (balde) p/ medir volume (5, 10, 20 l ou +) do material coletado, 
bateia (ou pan) p/ concentração e 
sacos plásticos para o acondicionamento do material resultante do bateamento, o concentrado de minerais pesados.
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A PARTIR DA AMOSTRAGEM DO LEITO ATIVO DAS CORRENTES
Seqüência de coleta, peneiramento, exame com lupa do oversize, e concentração em bateia de amostra de mp do leito ativo de uma drenagem
Etapa de bateamento da amostra 
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A PARTIR DA AMOSTRAGEM DO LEITO ATIVO DAS CORRENTES
Obtenção do concentrado de minerais pesados, o denominado fundo de bateia
Ensacando o concentrado de bateia
Concentração de ouro em caixa de lavagem
Ouro em fundo de bateia
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Obtenção dos concentrados de minerais pesados
A PARTIR DA AMOSTRAGEM DE DEPÓSITOS ELUVIAIS, COLUVIAIS E 				 SOLOS EM GERAL
A amostragem de depósitos eluviais e coluviais geralmente é efetuada por intermédio de poços de pesquisa. Já a amostragem de solos é bem mais simples, bastando para tal definir o horizonte que se quer amostrar. 
A = solo rico em húmus, com fragmentos vegetais do tipo folhas e raízes; 
B = solo contendo argila e/ou carbonatos/hidróxidos, 2ªmte concentrados; 
C = rocha parcialmente decomposta/material saprolítico; 
Para tanto, pode-se utilizar pás (material + superficial) ou qualquer um dos diversos tipos de trados. 
Feito isso, lava-se a amostra, p/ remoção da argila (deslamagem), até obtenção de fração mais arenosa que será, processada em bateia.
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Obtenção dos concentrados MP
A PARTIR DA AMOSTRAGEM DE DEPÓSITOS ELUVIAIS, COLUVIAIS E SOLOS EM GERAL
Amostragem de cascalbeira. Região de Pariqüera-Açu, SP
Amostragem de saprolito granítico
Deslamagem de material saprolítico
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Obtenção dos concentrados de MP
A PARTIR DA AMOSTRAGEM DE ROCHA SÃ
Na separação dos minerais pesados encontrados em rocha sã (datações geocronológicas ou estabelecimento de paragêneses minerais/assembléia de mp acessórios), pode-se processar o material em um mortar (gral) de ferro ou em britador de mandíbula. 
No uso do britador, no primeiro estágio procura-se gerar fragmentos mais reduzidos, com cerca de 1/4 de polegada de tamanho. Sucessivas rebritagens desses fragmentos reduzirão a amostra a um material mais fino (~ 1,0 mm).
No caso das rochas graníticas de granulação fina a grossa, esse material já permite a obtenção dos minerais pesados, inclusive para a datação, pois não só os cristais de zircão já se encontram liberados intactos, como os demais minerais acessórios que constituem a suíte de minerais pesados de interesse para esse tipo de estudo (apatita, titanita, monazita).
Mortar para trituração de rocha sã
Britagem em britador de mandíbulas
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Obtenção dos concentrados de MP
A PARTIR DA AMOSTRAGEM DE ROCHA SÃ
No caso de rochas de granulação mais fina pode-se, ainda, processar o material britado em moinho de disco a uma granulometria ≤ 0,5 mm. Lava-se o material pulverizado em peneira 0,0625 mm (230 MESH) p/ remoção das frações mais finas.
Os produtos gerados são concentrados em bateia ou em mesa concentradora.
Moinho de disco p/ reduzir adicionalmente a granulação da rocha
Mesa concentradora Mosley p/ obtenção em laboratório do concentrado dos MP
Mesa concentradora vibratória p/ obtenção em laboratório do concentrado dos MP
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Preparação das Amostras
SEPARAÇÃO DENSIMÉTRICA
As amostras coletadas em campo, o concentrado de minerais pesados ou concentrado de bateia (CB), é levado p/ o laboratório para serem tratadas de modo a eliminar os minerais leves (menos densos), => quartzo, principal mineral que contamina as amostras e enriquecê-Ias de MP (ou mais densos). 
É feita em colunas de separação padrão ou de forma mais expedita em um bécker, utilizando-se, os líquidos densos. O bromofórmio, de densidade 2,89, que permitirá retirar da amostra o quartzo (d = 2,67) e o feldspato (d = 2,7).
Outros líquidos densos podem, entretanto, ser adotados, como o iodeto de metileno (d = 3,33) e o licor de Clerici (d = 4,0 - 4,5), porém são mais tóxicos e bem mais caros que o bromofórmio.
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Preparação das Amostras
SEPARAÇÃO DENSIMÉTRICA
Coluna de separação densimétrica montada em capela
Separação densimétrica expedita. Pode-se observar o quartzo flutuando no bromofórmio e os MP no fundo do Becker
Separação densimétrica em que pode-se observar o quartzo flutuando no bromofórmio e os MP no fundo do funil
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Preparação das Amostras
SEPARAÇÃO MAGNÉTICA E ELETROMAGNÉTICA
O restante do material, com propriedades paramagnéticas (apresentam certo magnetismo) e diamagnéticas (sem nenhum tipo de magnetismo), pode ser tratado ou por meio do ímã embuchado (de contato ou ventosa) da marca ERIEZ (Foto) ou 
Processada no separador eletromagnético Frantz => separação em frações com diferentes graus de suscetibilidade magnética (Quadro), que podem variar de 0,1A até a amperagem máxima (1,8 a 2,0A). 
Após essas etapas, o material pode ser estudado em lupa binocular.
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Preparação das Amostras
SEPARAÇÃO MAGNÉTICA E ELETROMAGNÉTICARetirada de Magnetita c/ auxílio do Imã Embuchado. O Imã não toca a amostra
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Preparação das Amostras
RESULTADOS OBTIDOS APÓS A SEPARAÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
Após a amostra ser processada no eletroímã obtém-se uma série de frações, correspondentes às várias faixas de amperagens. São elas:
0,3A - contém quase toda a ilmenita da amostra (e um pouco de granada);
0,4A - recupera a granada e a wolframita (além de um pouco de ilmenita que não foi retirada em 0,3 A e de cromita);
0,5A - contém columbita-tantalita, wolframita, cromita, xenotímio, o anfibólio preto/verde-escuro (hornblenda), turmalina preta e azul-escura (schorl), limonita, epídoto e espinélio verde;
0,6A - retira quase toda a estaurolita da amostra e parte da monazita;
0,8A - contém monazita, turmalinas coloridas (verdes, rosas, castanhas etc.) e tremolita-actinolita (e o restante da estaurolita); e
1,0A - amperagem máxima (1,5A) que retém a titanita.
	Após essa última separação obtém-se uma fração não-atraída que pode conter uma série de minerais interessantes, como: ouro, cassiterita, zircão, rutilo, scheelita, microlita, cinábrio, topázio, apatita, espinélios, coríndon e sulfetos (pirita, arsenopirita, calcopirita, galena, blenda, molibdenita etc.). 
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Preparação das Amostras
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Fluxograma Geral de coleta e tratamento de concentrados de MP
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Estudo dos Concentrados de MP
RESULTADOS OBTIDOS APÓS A SEPARAÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
Os métodos de separações densimétricas e magnéticas objetivam dividir os constituintes contidos nas amostras, para se obter frações que contenham apenas alguns tipos de minerais pesados. Essas separações proporcionarão os primeiros critérios diagnósticos (densidade e magnetismo/suscetibilidade magnética) para a determinação qualitativa dos minerais pesados.
As diferentes frações obtidas são estudadas em lupa ou estereomicroscópio. A essas primeiras características somam-se algumas propriedades dos minerais, como: cor, brilho, forma cristalina, clivagem e fratura, dureza. 
Deve-se observar o grau de trabalhamento do grão => grau de arredondamento e de esfericidade dos minerais e estimar seu percentual na fração.
 
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Na análise de um concentrado observa-se que a gama de minerais pesados encontrados em uma amostra dita normal dificilmente ultrapassará vinte espécimes. 
É bastante provável que 95%, ou mais, dos concentrados estudados sejam constituídos por esses minerais. E, por serem freqüentes nos concentrados, familiariza-se com eles rapidamente, sendo sua determinação efetuada de modo essencialmente visual. 
Os grãos minerais mais difíceis de serem identificados, pode-se recorrer a uma série de propriedades: 
	- propriedades ópticas em luz transmitida, estudadas em lâminas de grãos, denominadas frottis, no microscópio petrográfico e em luz refletida em seções polidas no microscópio metalográfico; 
	- cores de fIuorescência ao ultravioleta e 
	- reações a alguns testes químicos específicos. 
Métodos como difração por raios X, microssonda eletrônica e MEV-EDS podem ser adotados quando os outros métodos não permitirem o reconhecimento do mineral.
Estudo dos Concentrados de MP
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Associações de Minerais Pesados
Certas associações de MP são características e permitirão:
reconhecer a presença de determinados tipos de depósitos minerais, ou 
inferir a existência de rochas peculiares, 
Favorecendo as interpretações geológicas. 
Pode-se associar a presença nos CB de:
cromita/magnésiocromita com os tipos ultrabásicos, 
cassiterita c/ zonas greisenizadas/albitizadas ou c/ granitos a metais raros. 
Scheelita: indicador da ocorrência de rochas calciossilicáticas/escarnitos; pode ser um indicador de zonas de cisalhamento auríferas, funcionando como mineral traçador estratégico ou tático.
Algumas características dos grãos em CB podem contribuir para interpretações sobre a proximidade (ou não) da área fonte do material estudado. 
relacionar as formas dos grãos - existência de cristais ou faces cristalinas preservadas, 
grau de arredondamento e esfericidade ou o reconhecimento de minerais de baixa dureza ou de patente fragilidade.
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Associações de Minerais Pesados
Os Quadros apresentam algumas das associações de MP (econômicos ou não) relacionadas aos principais tipos de rochas encontradas na crosta terrestre.
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Associações de Minerais Pesados
A determinação de minerais c/ formas cristalinas preservadas total ou parcialmente, ou no caso de amostra c/ concentração de grãos angulosos (denota pouco transporte) podem ser critérios para se apontar a proximidade da área fonte do mineral. 
Minerais considerados frágeis (galena, piromorfita, esfalerita), sem capacidade de resistir ao transporte (abrasão) pela corrente, devido à clivagem (galena) ou à sua baixa dureza (scheelita, apatita etc.) , também poderiam ser indicadores da maior proximidade da área fonte.
A scheelita, apesar de relativa fragilidade, pode ser transportada pela corrente fluvial por distâncias de várias dezenas de quilômetros. Águas túrbidas ou um regime hidráulico turbulento podem induzir os grãos minerais a uma suspensão mecânica forçada, ocasionando diminuição no desgaste das partículas transportadas pela corrente.
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Associações de Minerais Pesados
A dispersão dos minerais pesados pode não acompanhar o tradicional modelo de diluição de anomalias geoquímicas, que decaem corrente abaixo, à medida que se distanciam das áreas-fonte (Fig). Por exemplo, 
No caso do ouro e da cassiterita => concentrações podem ser acentuadas, pela existência de sítios favoráveis (trapas) à captura desses minerais, que provocará falsas anomalias corrente abaixo. Dessa forma, o efeito produzido é inverso ao esperado (Fig).
Os critérios mencionados devem ser adotados com cautela e considerados apenas como uma primeira aproximação para as interpretações geológicas.
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Associações de Minerais Pesados
O tradicional modelo de diluição geoquímica
Falsas anomalias produzidas por trapas que aprisionam os minerais pesados no leito da drenagem