Aula 9 - Depósitos de Magnesita do Ceará

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DEPÓSITOS DE MAGNESITA
HADEANO-ARQUEANO
 
ARQUEANO (Cont.)
Paleografia discutível: extensa pantalassa, rasa e irregular, salinidade rica em cloretos (sem sulfatos) 
Nucleos continentais pequenos, pequenas margens continentais. Agregação de massas siálicas ao final (Pangea 1??)
Espessura crustal discutível, mais fina. Conceito de litosfera e astenosfera diferente do atual. Crosta mais plagioclásica.
Magmatismo abundante, rico em Mg e pobre em K. Várias defecções de litotipos;
Sedimentação: grauvacas e turbiditos abundantes. Quartzitos de diversas origens.
Rochas carbonáticas (MgO>CaO) raras;
Terrenos gnáissico-migmatitico-granodioriticos (tonalitos) em domos e ovóides. Granulitos e greenstone belts.
Metalogenia de siderófilos. Fe, Cr, Ni, Cu (Terrenos de alto grau) e Au, Cr, Ni, Cu-Pb-Zn, Fe em Terrenos de baixo grau
EVOLUÇÃO DOS CONTINENTES
Evolução da Atmosfera e Biosfera
Depositos de Magnesita
GENERALIDADES
A magnesita » seja como mineral acessório seja sob forma de corpos de pequeno tamanho sem interesse econômico, encontra-se dentro de uma variedade de ambiente geológico, cuja idade varia do Arqueano ao Fanerozóico.
Ambientes atuais - » depósitos lacustres de clima árido (Tuz Golu, Turquia) e a depósitos parálicos salinos a hipersalinos (Coorong, Austrália; Sebkha El Melah, Tunísia, etc).
Os maiores depósitos de magnesita » são encontrados em terrenos
 proterozóicos 
e paleozóicos. 
Eles são menos abundantes nos terrenos de idade arqueana e pós-paleozoica.
	
Magnesita Recente
Sebkha El Melah, Tunisia
Sebkha El Melah, Tunisia
Distribuição Geográfica
Distribuição cronoestratigráfica e reservas
Do ponto de vista econômico, existem dois grandes tipos de depósitos: 
	
os depósitos tipo Kraubath
os depósitos tipo Veitsch
Tipo Bela Stena
Tipo Greiner
Tipo bela stena
Esta associado a percolação de água meteórica ou hidrotermal de baixa temp. junto as rochas ultramáficas, que ao dissolverem mg, os precipitam em contexto de lagos salinos ou de agua doce junto a sedimentos limnicos continentais como magnesita criptocristalina, bandada, nodular ou similar a sinter
Magnesitas tipo Kraubath
Estão associadas a complexos ultramáficos sob forma de veios ou stockworks e corpos irregulares associados a fraturas e falhas.
A espessura dos veios varia de alguns centímetros a 45metros, enquanto seu comprimento varia de alguns metros a 4km susehiri, turquia.
A magnesita apresenta uma granulação fina, cor branca leitosa e, em geral, maciça.
	
Origem é discutida entre duas possibilidades: 
uma de origem hidrotermal, ligada a fluidos ascendentes, onde soluções aquosas de temperatura moderada e baixa salinidade, ricas em CO2, alteram as rochas ultramáficas por reações de hidratação e carbonatação (metassomatose da sílica dos minerais ferromagnesianos por CO2);
origem supergênica ligada a soluções descendentes ricas em CO2 atmosférico (condições de baixa temperatura), esta última mais aceita, sobretudo em função dos estudos isotópicos de carbono e oxigênio que vem favorecendo esta última hipótese.
Magnesitas tipo Kraubath
Modelo Genético
Mg2SiO4 + 2H2O →
 2Mg(OH)2aq+ SiO2aq
2Mg(OH)2aq + 2CO2→
	2MgCO3 + 2H2O
2Mg2SiO4 + CO2 + 2H2O » Mg3Si2O5(OH)4 + MgCO3
Ou 
Mg2SiO4 + 2CO2 » 2MgCO3 + SiO2aq 
Magnesitas do tipo Veitsch – nome derivado da primeira mina importante da austria 
Sào associadas às rochas de origem sedimentar e formam os principais depósitos de magnesita, respondendo por mais de 90% da produção de magnesita mundial
Ambiente de formação
marinho confinado ou parálico associada a dolomitos, calcários, folhelhos, arenitos, conglomerados e, não raramente, rochas meta-vulcânicas básicas
Deformação e Metamorfismo
Levemente ou fortemente
deformados, com grau de metamorfismo variando de muito baixo, passando
pelo fácies xisto-verde, até anfibolito alto. 
MODELOS GENÉTICOS DAS MAGNESITAS DO TIPO VEITSCH 
1-Formação singenética ou sedimentar: 
 relacionada a deposição de magnesita sob condições evaporítica ou durante transformação diagenética de um protolito magnesiano ou dolomítico
2-Formação epigenética ou metassomática: envolve substituição metassomática/hidrotermal de dolomito durante um evento tectono-termal ou metamorfismo
MAGNESITAS DO ESTADO DO CEARÁ
No Ceará, existem cinco principais jazimentos e algumas pequenas ocorrências de magnesita encaixadas em mármores dolomíticos que formam um rosário de lentes que se estende de maneira descontínua por cerca de 40 km em meio às rochas metavulcano-sedimentares do Grupo Orós de idade paleoproterozóica ( ~1,8Ga).
 O conjunto forma uma reserva da ordem de 
134 750 000t, sendo o segundo produtor de magnesita do Brasil
2 tipos de mármores magnesíticos são reconhecidos: 
1- mármores magnesíticos de grão médio (l a 9mm) 
 2- Mármores magnesíticos espáticos (l a 15cm).
Ambiente Geológico Regional
Faixa Móvel Orós Jaguaribe no Ceará e seus limites (reproduzida de Parente & Arthaud, 1995)
Rochas metassedimentares
Características dos depósitos de Magnesita espática
Aspecto Textural dos depósitos de magnesita espática
Cristais deGipisita colunar (palissade da Bacia do Araripe –fácies )
Cristais deGipisita colunar (palissade da Bacia do Araripe)
Aspecto Textural (cont.)
Aspecto textural (cont.)
Magnesita de grão fina a medio
Magnesita de grão fino
Magnesita de Granulação fina a média –Aspecto textural
Contato das Magnesitas com os dolomitos
Composição mineralógica dos mármores magnesíticos
80µm
Fig. Cristais de magnesita com núcleo contendo microinclusões de pirita (cristais opacos), de origem sedimentar, sugerindo microambientes ricos em matéria orgânica (bactérias sulfato-redutoras) no ambiente
Cristais ovóides de magnesita deformados sob forma de sigmóide, imersos em uma matriz rica em talco e clorita ferromagnesiana 
Composição Mineralógica das rochas encaixantes cabonatadas (mármores dolomíticos) 
Cristais de Lutecita e inclusões de halita dentro da lutecita
DEFORMAÇÃO NAS ROCHAS METACARBONÁTICAS PARTICULARMENTE NOS MÁRMORES MAGNESITÍTICOS
1-Estruturas boudinadas de pequena e grande escala
dol
mag
dol
mag
2-Estruturas sigmóides
3-Microestruturas boudinadas 
- fendas de tensão intracristais preenchidas por pequenos grãos de magnesita neoformada
4- Veios Extensionais
5-Textura protomilonítica
GEOQUIMICA
Geoquimica das magnesitas espáticas
Geoquimica das magnesitas de grão fino a médio
Parâmetros formadores da sequência carbonatica magnesiana
A COMPOSIÇÃO E A CONCENTRAÇÃO DA SOLUÇÃO
A RAZÃO Mg2+/Ca2+
PCO2
Os Compostos Orgânicos
O pH
O Eh
A Temperatura
A Influências de Águas Continentais
A salinidade
A COMPOSIÇÃO E A CONCENTRAÇÃO DA SOLUÇÃO E A INFLUÊNCIA DE ÁGUAS CONTINENTAIS
A RAZÃO Mg2+/Ca2+
A RAZÃO Mg2+/Ca2+
e PCO2
PCO2
Diminui com o aumento do O2
Produto de solubilidade dos carbonatos ´calcicos cresce com a pCO2, enquanto da dolomita e magnesita diminui;
A variação sincrônica de pCO2 e da razão Mg/Ca indica que a evolução da sequencia carbonática magnesiana foi sobretudo controlada por processos químicos e /ou bioquimicos
Outros fatores interviram na formação dos carbonatos magnesianos:
1-Latitude dos continentes –controlada pela Deriva dos continentes
2-Ambiente tectônico
Os Compostos Orgânicos
A precipitação dos carbonatos está relacionada com o aumento do pH do meio aquático sob ação dos fenômenos : 
1- Fotossíntese 
 CO2 + H2O →CH2O + O2
 UV
2- Eutrofisação (excesso de sais minerais que provoca a proliferação do fitoplancton)
3- atividade bacteriana (consumo da matéria orgânica por bactérias sulfato-redutoras nos meios redutores – resultado-aumenta o pH e favorece a carbonatogênese)
2(CH2O) + SO42- →2HCO3- + HS- + H+ ou 2H2O + CO2 + S2-
A precipitação dos carbonatos se produz a partir do Ca++ ou outros ions que se ligam ao íon carbonatico
HCO3- →H+ CO32- Ca + CO3 → CaCO3
O pH e o Eh
Salinidade vs Mg/Ca
DISCUSSÃO E CONCLUSÕES SOBRE A FORMAÇÃO DESSAS MAGNESITAS
1-Quanto aos aspectos texturais envolvendo dois tipos de magnesitas diferentes
2-Quanto à gênese
Quanto aos aspectos texturais 
 A granulometria dos sedimentos carbonáticos é ligada à concentração dos íons e à salinidade do ambiente de formação (cf. Folk & Land 1975, Guillou 1980).
Em ambiente evaporítico fortemente saturado, os germes são numerosos, a cristalização rápida e os sedimentos evoluirão pouco, conservando um grão fino. 
Em ambientes de mistura de águas marinhas e doces ou salinidade mais reduzida os cristais de carbonatos são maiores e mais límpidos que aqueles que se formam em um ambiente supersaturado.
A magnesita espática ambiente parálico, fracamente saturado, em que os germes seriam raros, a cristalização lenta e a evolução diagenética mais importante. 
A magnesita de grão médio  se desenvolveria no mesmo ambiente parálico, mas sem dúvida, mais confinado e/ou mais saturado que aquele das magnesitas espáticas. 
A maior concentração de íons de composição diferente associados aos ions magnesianos favoreceria uma cristalização rápida e uma evolução diagenética menor.
Tudo indica que as magnesitas estudadas são de origem sedimentar e foram submetidas a importantes modificações diagenéticas antes do metamorfismo e deformação brasiliana
Modelos Genéticos
1-Formação singenética ou sedimentar está relacionada a deposição de magnesita sob condições evaporítica ou durante a diagênese inicial se dolomito for um precipitado primário
 2-Formação epigenética ou metassomática que envolve substituição metassomática/hidrotermal de dolomito durante um evento termal ou tectono-termal ou metamorfismo
CaMg(CO3)2 + Mg2+ →MgCO3 +Ca 2+
CaCO3 + Mg2+ →MgCO3 +Ca 2+
FATORES PRÓ A FORMAÇÃO DAS MAGNESITAS METASSOMÁTICAS
Observa-se ao nível de amostras ou mesmo de afloramento, substituições mais ou menos tardias de dolomita por magnesita ; 
A produção experimental de magnesita abaixo de T<50oC nunca foi obtita. Em contrapartida ela é facilmente formada em temperaturas mais altas (120o a 450oC). Isso é sintetizado no diagrama T vs Ca2+/(Ca2+ +Mg2+) reproduzido de Morteani et al. (1982); 
As magnesitas naturais atuais de origem sedimentar ou de outro tipo são pouco expressivas, o que aparentemente não justificaria sua comparação com os grandes depósitos do passado. 
O simples fato de estar havendo a formação de magnesita em ambientes naturais atuais põe em cheque a questão anterior.
O tipo de magnesita associado às formações evaporíticas é sempre de granulometria fina ou média.
6- Na Natureza atual, a precipitação dos carbonatos acontece normalmente sob forma de carbonatos metaestáveis (hidromagnesita, nesquehonita) e não sob a forma a de magnesita, embora isso não seja a regra. 
FATORES PRÓ A FORMAÇÃO DAS MAGNESITAS SEDIMENTARES 
No contexto sedimentar, a formação da magnesita requer alta razão Mg2+/Ca2+ e pH fortemente alcalino
 A maioria dos trabalhos sobre a formação de magnesita em ambientes sedimentares recentes, tem mostrado que esta razão diminui nas rochas carbonáticas dos sistemas parálicos, indo do mar aberto para o interior. Isso já foi demonstrado também no Cambriano espanhol
A diminuição de Ca2+pode estar relacionada seja à cristalização inicial dos carbonatos cálcicos,seja à cristalização de sulfatos ou aos dois (Müller et al. 1972)
Todas as feições texturais e sedimentológicas indicam que as magnesitas estudadas são de origem sedimentar e foram submetidas a importantes modificações diagenéticas antes do metamorfismo e deformação brasiliana
 
AMBIENTE GEOLÓGICO
Mármores calcíticos da porção oeste
Ambiente de deposição da magnesita da Faixa Móvel Orós