Projeto Final (2)

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O uso dos Recursos Minerais nos Carbonatos do Grupo Bambuí
Amanda Coelho¹; Carolina Bessa 2; Fabianna Resende 3; Ivan Bonino 4; Marianna Soares5; Otávio Martins6; Túlio Godinho 7; Viviane de Fatima8 
Frederico Augusto Alves Gonçalves9 (Orientador)
Centro Universitário de Belo Horizonte, Belo Horizonte, MG
1amanda_arc@hotmail.com; 2cgoncalvesbessa@gmail.com; 3Faby_v_resende@hotmail.com; 4 ivan.tunning@hotmail.com; 5mariannalopessoares@gmail.com;6otavio630@hotmail.com; 7tulioagodinho@hotmail.com; 8vivianesilva_nl@yahoo.com.br
9faagoncalves@gmail.com
Resumo: Apresentação da geologia e geomorfologia da Bacia do São Francisco, e explanação sobre os recursos minerais presentes no Grupo Bambuí, seus usos e os impactos ambientais relacionados. 
Abstract: Presentation of the geology and geomorphology of the São Francisco Basin, and explanation of the mineral resources present in Bambuí Group, its uses and related environmental impacts.
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1 Introdução
Ocupando uma área de aproximadamente 640.000 Km², a Bacia do São Francisco é uma das mais importantes do Brasil. Abrange áreas dos estados de Minas Gerais, Bahia, Goiás e Tocantins.
Sua nascente está localizada na Serra da Canastra em Minas Gerais. Percorre uma distância de cerca de 2.700 km no sentido Sul-Norte, onde atinge sua foz no Oceano Atlântico entre Alagoas e Sergipe. As unidades pertencentes à bacia são: Grupo Areado, com as formações Abaeté; Quiricó e Três Barras; Grupo Mata da Corda, com as formações Patos e Capacete; Grupo Urucuia com as formações Posse e Serra das Araras e embasamento do Grupo Bambuí. Os rios de grande importância que compõem essa bacia são: Carinhanha, Prado, Grande, Velhas, Paracatu, entre outros. Esses rios fornecem água para 13 milhões de pessoas (CERQUEIRA, sd).
As características gerais da Bacia mostram uma tectônica pouco pronunciada, gerando assim, a hipótese de evolução por rifteamento continental (Geraldo 1991). Desde o Paleozóico até hoje, vários estágios tectônicos controlados por períodos de estabilidade, rápida inversão do campo de tensão e movimentos verticais de compensação isostática marcaram a gênese e evolução da Bacia do São Francisco.
2 Caracterização da área
2.1 Formação da bacia
O Cráton do São Francisco (Almeida 1967, 1977) abrange os estados de Minas Gerais e Bahia, principalmente. A área pertencente à Minas Gerais é a mais bem exposta e estudada unidade tectônica do embasamento da plataforma sul-americana. A formação da bacia, de modo geral, envolveu baixas taxas de deformação. À subsidência que gerou a calha sedimentar foi produzida por reequilíbrios isostáticos, extensão e compressão da crosta, interligada à glaciação Neopaleozóica e a ruptura de Gondwana.
A origem e evolução tectônica da bacia são resumidos por seis estágios principais:
Paleozóico - Fase de tectônica pouco pronunciada, onde a calha sedimentar era representada por um "baixo relativo" entre as faixas Brasília e Araçuaí/Espinhaço Setentrional; 
Eomesozóico - Fase de reequilíbrios isostáticos pós-glaciais;
Eocretáceo – Corresponde à fase extensiva relacionada à abertura sul-atlântica. Esse estágio foi responsável pela geração da Sub-Bacia Abaeté;
Mesocretáceo - Inversão tectônica da bacia, que correspondente à fase pós-rifte da margem continental. Foi responsável pela geração da Sub-Bacia Urucuia;
Neocretáceo - Influência das falhas oceânicas em zonas de fraqueza continentais, responsável pela implantação do magmatismo alcalino da Sub-Bacia Abaeté;
Cenozóico - Fase neotectônica, responsável pela origem do sistema paralelo de drenagem na Sub-Bacia Urucuia.
Não existe uma correlação perfeita entre a evolução das bacias da margem continental brasileira e a Bacia Sanfranciscana. Dados de paleocorrentes e proveniência mostram que a evolução da sedimentação foi controlada essencialmente pelas regiões elevadas adjacentes à bacia, tendo o maior volume de massa sido transportado ao longo do eixo norte-sul. No Neopaleozóico, o afluxo de massa foi de nordeste para sudoeste (S20W). No Eocretáceo, ocorreram contribuições das bordas da bacia, mas o principal transporte se deu de sul-sudoeste para norte-nordeste (N20E). A sedimentação Cretácea Superior da Formação Capacete evoluiu de sul para norte (a partir da região soerguida do Alto Paranaíba), enquanto o Grupo Urucuia apresentava áreas fontes localizadas na porção nordeste do Cráton. 
2.2 Estratigrafia e litologia 
A litoestratigrafia da região do Grupo Bambuí apresenta o resultado do mapeamento geológico regional e a integração de dados geológicos de uma área de 40.000 km2 no norte do Estado de Minas Gerais. Foram mapeados afloramentos de gnaisses Arqueanos, pertencentes ao embasamento cristalino, além de rochas carbonáticas e terrígenas que compõem o Grupo Bambuí, de idade Neoproterozóica, arenitos do Grupo Urucuia (Cretáceo) e coberturas recentes. A deposição das formações do Grupo Bambuí na área é resultado da paleogeografia do embasamento e da ocorrência de processos tectônicos. Além disso foram verificadas áreas de embasamento em altos estruturais (Alto de Januária) e depocentros locais na porção sul e leste da área, onde a espessura do Grupo Bambuí é substancialmente maior. A Formação Sete Lagoas, representada por sucessão plataformal rasa, constituída por calcários e dolomitos, aflora, exclusivamente, na margem esquerda do rio São Francisco. As unidades médias do Grupo Bambuí, formações Serra de Santa Helena (siltitos, folhelhos e lentes de calcário escuro) e Lagoa do Jacaré (calcários oolíticos/intraclásticos, siltitos e margas), apresentam uma ampla distribuição em toda a região. Detalhado estudo petrográfico dos carbonatos da Formação Lagoa do Jacaré na região de Lontra (sul da área) evidenciou uma importante variação faciológica para esta unidade. Já as formações Serra da Saudade (siltitos e folhelhos) e Três Marias (arenitos, arcósios e siltitos) afloram apenas nos extremos leste e sul da área, apresentando depocentros locais, diferenciados das formações inferiores.A Bacia São Francisco destaca-se por estar associada, em sua porção superior e intermediária, a uma vasta área rebaixada correspondente ao Cráton do São Francisco, ladeado por duas faixas orogênicas que o cavalgam, correspondentes às faixas Brasília, a oeste, e Araçuaí, a leste.  A região do cráton representa um sagneoproterozoico onde se depositaram os sedimentos clasto-químicos do Grupo Bambuí.    O Cráton é representado por rochas que ocupam uma área de 500.000 km2, envolvendo parte dos estados de Minas Gerais, Goiás e Bahia.  Essas rochas correspondem aos Supergrupos Espinhaço e São Francisco, pertencentes ao embasamento, com idades respectivamente Mesoproterozóica e Neoproterozóica.
As propriedades eletromagnéticas dos solos e rochas e a medição da dimensão das camadas pode ser feita por meio da aplicação do método da eletrorresistividade. Considerando uma bateria conectada ao solo, através de cabos e eletrodos, por dois pontos distantes um do outro, a terra conduz corrente elétrica gerada pela bateria. Ao se conectar um cabo condutor de uma bateria ao eletrodo de corrente, pode-se medir o valor da intensidade de corrente e, conectando um voltímetro a dois eletrodos, pode-se medir a diferença de potencial entre esses dois locais e, através de cálculos físicos pode-se determinar a resistividade do meio. Portanto, o uso do método da eletrorresistividade no campo, é baseado na capacidade do equipamento em introduzir uma corrente elétrica no subsolo a diferentes profundidades de investigação, e calcular as resistividades dos materiais geológicos a várias profundidades.
 
Ao utilizar o mesmo arranjo de eletrodos para efetuar medições sobre um meio homogêneo, a diferença de potencial observada será diferente da registrada sobre um meio heterogêneo, pois o campo elétrico deverá sofrer modificações em função desta heterogeneidade dos materiaisgeológicos. Portanto, dessa forma, pode-se estimar a profundidade de cada camada a partir da diferença do campo elétrico.
A definição da litologia da área a ser estudada e a dimensão da camada a ser explorada, são importantes para a elaboração do projeto de exploração e determinação dos custos da mineração de cada material.
Além disso, há a possibilidade de se calcular uma área qualquer por meio de uma integração, como no exemplo a seguir:
A integração é utilizada para encontrar áreas de regiões entre gráficos de duas funções. Considere a região S entre duas curvas y= f(x) e y= g(x) e entre as retas verticais x=a e x=b,em que f e g são funções contínuas e f(x) ≥ g(x) para todo x em [a,b]. Pode-se dividir S em n faixas de larguras iguais e então aproximamos a i-ésima faixa por um retângulo com base - e altura f() g(). A soma de Riemann é, portanto, uma aproximação intuitiva do que é considerado por área S.
Essa aproximação torna-se mais exata quando n →∞. Portanto, define-se como área A da região S como o valor limite da soma das áreas desses retângulos aproximadamente.
O limite é reconhecido como sendo a integral definida de f – g. Logo, a área A da região limitada pelas curvas y= f(x) ,y= g(x) e pelas retas x=a e x=b, onde f e g são contínuas e f(x) ≥ g(x) para todo x em [a,b], é representada pela fórmula:
Dessa forma, é possível se calcular a área da bacia, para determinar sua extensão, contribuindo assim, para o projeto de prospecção mineral nesse local.
2.3 Geomorfologia regional
A Bacia Sanfranciscana engloba camadas paleozóicas do Grupo Santa Fé, de idade permocarbonífera, e espessos depósitos sedimentares mesozóicos dos grupos Areado, Mata da Corda e Urucuia, que sustentam os divisores de águas com as bacias dos rios Tocantins-Araguaia e, mais ao norte, do Parnaíba.  Esses divisores são constituídos pela Chapada do Urucuia, Serra Geral de Goiás e Chapada das Mangabeiras. As unidades da Cobertura Neoproterozoica são pouco deformadas tectonicamente, em contraste com as dos cinturões orogenéticos que a ladeiam, sustentando a extensa Serra do Espinhaço, a leste, e as serras da Canastra e Geral do Paraná, a sul-sudoeste e oeste, respectivamente. As cabeceiras do Rio São Francisco situam-se na Serra da Canastra, com importantes afluentes provindo das serranias do Quadrilátero Ferrífero, no estado de Minas Gerais. Seus principais formadores são constituídos pelo Rio das Velhas e pelo alto curso do próprio Rio São Francisco. Aspectos tectônicos da bacia sanfranciscana sugerem um modelo de preenchimento de depressão correspondente a uma ampla bacia intracontinental com pequena subsidência, apenas localmente afetada por incipientes processos de tafrogênese (Milani e Thomaz Filho 2000).  A epirogênese sucedeu a fase de aplainamento do Terciário Inferior, preservada nos topos do Chapadão Central, Chapadas do Distrito Federal, Chapada de Paracatu, Planalto dos Geraizinhos, Planalto de Diamantina, Serra do Espinhaço e Chapada dos Veadeiros-Araí, invertendo o relevo da região. Essas chapadas foram soerguidas ao nível atual deixando áreas que, limitadas por falhas, permaneceram abatidas, representadas pelas depressões do Vão do Paraná, Vão do São Francisco e Baixa Chapada do São Francisco.  Durante a erosão dos planaltos segmentados pelos abatimentos de falha, a Depressão do São Francisco foi atulhada gradualmente por material proveniente do recuo dos ressaltos topográficos da borda de antigas superfícies de aplainamento. Formaram-se, assim, rampas onde se depositaram pavimentos detríticos, frequentemente ferruginosos, nas depressões tectônicas. O relevo das depressões foi retrabalhado no Pleistoceno, época em que se instalou o atual curso do Rio São Francisco. Durante o Holoceno originou-se a drenagem autóctone das depressões, em algumas regiões ainda em vias de organização, além das planícies fluviais do Médio São Francisco e das divagações do rio em seu leito maior.   O Rio São Francisco provavelmente corria na direção norte e possivelmente se emendava com o atual Parnaíba, sendo a guinada para leste, a partir de Petrolina, resultado de movimentos tectônicos que teriam provocado uma grande captura (Benjamim Bley, inf. pessoal, março 2012). Próximo à desembocadura, na área de Propriá e Penedo, é cruzada estreita faixa de depósitos do Grupo Barreiras, sendo que a foz do São Francisco situa-se em área de dunas costeiras.
3. Recursos minerais nos carbonatos
Os carbonatos são minerais instáveis e reativos quimicamente. Isso significa que processos como cimentação, neomorfismo e dissolução são extremamente comuns em rochas carbonáticas. Os processos diagênicos ocorrem ainda no ambiente deposicional e continuam até o soterramento profundo, associados ou não à condições hidrotermais, que imprimem as rochas feições características. Podemos dizer, então, que as rochas carbonáticas estão em contínua transformação.
Os carbonatos são classes de minerais que resultam da combinação de ânions CO32- com metais e metalóides, ou da reação do gás carbônico (CO2) com esses elementos. Os carbonatos possuem algumas características, por exemplo quando C se ligar a O este átomo de oxigênio tende a se ligar a dois átomos de O compartilhando 2 de seus 4 elétrons de valência, com cada um, para formar uma unidade química estável, também quando a coordenação conduz a 3 gera uma estrutura triangular onde 3 átomos de O envolvem o coordenador central C. Essa classe possui 2 grupos isoestruturais, grupo da Calcita e grupo da Aragonita que por conter carbonato de cálcio (CaCO3) se cristalizam no sistema trigonal ou ortorrômbico, dependendo do ambiente de formação. Se formam comumente por precipitação química a partir de soluções saturadas de H2O em ambientes marinhos ou lacustres. Um dos meios de identificamos um mineral da classe dos carbonatos é quando jogamos HCl na amostra, que liberando CO2 efervesce, devido ao ânion.
No grupo da Calcita, temos alguns minerais isomorfos usualmente ortorrômbicos, que podem ocorrer substituições dos cátions (Ca,Fe,Mn,Mg,Zn etc) :
Calcita (CaCo3) que tem hábito de cristalização prismático, romboédrico ou escalenoédrico, possui clivagem perfeita, dureza 3, com brilho vítreo a terroso com coloração usualmente branca ou incolor, podendo variar. É encontrado em massas rochosas sedimentares, onde é o único mineral predominante.
Magnesita(MgCO3), hábito de cristalização compacto e em massas regulares, dureza 3,5 – 4,5, brilho vítreo, com coloração variando de branco, cinzento, avermelhado, amarelo e castanho. Comum em veios onde há alteração da serpentina pela água contendo ácido carbônico.
Dolomita (CaMg(CO3)2), hábito de cristalização romboédrico, possui clivagem perfeita, dureza 3 – 4, brilho de vítreo a nacarado, com coloração rosa, incolor, branco, cinzento, verde, castanho e preto, substituição do cálcio(Ca) pelo magnésio (Mg). Formado a partir da substituição do cálcio pelo magnésio, encontrado em forma de mármore dolomítico ou calcário dolomítico.
Siderita (FeCO3), Hábito de cristalização granular, com clivagem romboédrica perfeita, dureza 3,5 – 4, brilho vítreo, com coloração castanho –claro a escuro. É encontrada em minério de ferro argiloso, impura por estar misturada com materiais argilosos.
Rodocrosita (MnCO3), hábito de cristalização granular a compacta, possui clivagem perfeita romboédrica, dureza de 3,5 – 4, brilho vítreo, com coloração rosa ao castanho-escuro. Ocorre em veios associada ao chumbo, cobre e outros minerais de manganês (Mn).
Smithsonita (ZnCO3), Hábito de cristalização usualmente botrioidal, clivagem romboédrica perfeita, dureza 5, brilho vítreo, usualmente com coloração azul e rosa. Ocorre em depósitos de Zinco (Zn) em rochas calcárias.
No grupo da Aragonita temos:
Aragonita (CaCO3), Hábito de cristalização piramidal acicular, tabular ou pseudo-hexagonal, clivagem imperfeita, dureza 3,4 -4, brilho vítreo, com cor branca, incolor, amarelo-pálido, e colorida variavelmente. Forma-se em condições de baixa temperatura e altapressão.
Witherita (BaCO3), hábito de cristalização normalmente tabular, dureza 3- 3,5, brilho adamantino, com coloração branca, cinzenta, incolor. Encontrado em veios associado a galena.
Estroncianita (SrCO3), hábito de cristalização acicular, radial, colunar, fibrosa ou granular, dureza 3,5 – 4, clivagem boa, brilho vítreo, com coloração branco, cinzento, amarelo e verde. É um mineral hidrotermal encontrado em filões ou margas.
Cerussita (PbCO3), hábito de cristalização variado, podendo ser tabular, dureza 3 - 3,5, clivagem boa, brilho adamantino, com coloração branco, cinzento ou incolor. Formado pela ação da água carbonatada sobre a galena.
Malaquita (Cu2CO3(OH)2, hábito de cristalização botrioidal, fibroso, dureza 3 -4, clivagem perfeita, brilho entre adamantino, terroso e vítreo, com coloração verde brilhante. Ocorre em filões oxidados de Cobre ou veios em calcário.
Azurita (Cu3(CO3)2(OH)2, hábito de cristalização podendo variar de grupos esféricos e radiados, dureza 3,5 -4, brilho vítreo, clivagem ausente, com coloração azul-celeste intenso. Ocorre em filões oxidados de cobre ou veios em calcário.
As numerosas aplicações do calcário tornam essa substancia uma das mais importantes matérias primas minerais. Seu consumo no mundo é seguramente superior a 300 milhões de toneladas, classificando-se assim entre os produtos minerais mais usados.
3.1 Uso dos recursos minerais
Formação Sete Lagoas. São rochas maciças e compactas, coloração cinza-escura a negra, com teores em carbonato de cálcio que podem atingir a 99%. Suas principais impurezas são o quartzo, micas, cloritas, piritas e matéria orgânica.
A matéria orgânica, que confere a cor negra a esses calcários, pode atingir teores de 0,5% da rocha total, ocorrendo em lâminas micrométricas e milimétricas, nos espaços intergranulares ou no interior dos cristais de calcita. 
3.1.1 Cimento 
O calcário deve conter baixo teor de magnésia, de modo a afastar, tanto quanto possível, a presença de magnésia livre no cimento produzido. Os calcários utilizados para fabricação de cimento apresentam teores em óxidos. Os calcários silicosos desse membro apresentam teores em SiO2 que podem variar de 10% a 2O% e titulam em torno de 40% de carbonato de cálcio.
3.1.2 Cal 
A cal é produto da dissociação do calcário quando aquecido em temperaturas acima de 750°C. os calcários puros dão resíduo de cal virgem; os calcários argilosos fornecem cal com propriedades hidráulicas e os calcários magnesianos e dolomíticos fornecem cal com elevada proporção de óxidos de magnésio.
3.1.3 Metalurgia 
É usado em diversas operações metalúrgicas para formar escórias fluidas de silicatos de cálcio, que facilitam a eliminação das impurezas do minério. O uso siderúrgico do calcário é muito difundido na região de Sete Lagoas, devido a grande produção de ferro gusa. Sua função na siderurgia é a de formação de escória para eliminação de impurezas, na produção de gusa e de aço, além de aumentar o coeficiente calorífico do forno.
3.1.4 Correção de Solos
. Na agricultura, o calcário é utilizado após moagem em mistura com pó dolomítico, com a finalidade de correção do PH do solo agrícola. É desejável o máximo de carbonato de cálcio, aceitando-se também o carbonato de magnésio, vantajoso em certos casos de deficiência magnesiana nos solos. 
3.1.5 Produtos Químicos 
Pode ser citadas como as mais importantes a produção de carbonato de cálcio precipitado, de cloreto de cal, de carboneto de cálcio e diversos sais de cálcio.
3.1.6 Fabricação de Vidro
O calcário contribui com o cálcio para a formação do silicato complexo que é o vidro, o consumo varia entre 10 e 20% das cargas, havendo tipos de vidro cristal em que não se utiliza calcário.
3.1.7 Ornamental
Para esta finalidade usam-se os mármores de diversos tipos, devendo satisfazer às condições físicas para o trabalho e resistência às intempéries, bem como as exigências de ordem estética. 
3.2 Impactos ambientais
A extração de calcário, foco dessa contribuição, também é geradora de impactos, como a retirada da vegetação nativa, erosão, assoreamento de cursos d’água, além da destruição inexorável de fósseis. 
O incremento da atividade agrícola e da construção civil no Brasil impele um equivalente aumento da indústria cimenteira e de corretivos agrícolas o que, subsequentemente, expõe as áreas de ocorrência de rochas carbonáticas de onde é extraída a matéria-prima para esses insumos: o calcário. A extração do calcário vem tendo um aumento significativo no Brasil nos últimos tempos, causando sérios problemas ambientais, (LEITE et al., 2003; BACCI et al., 2006). No sudeste do Brasil, a exploração é voltada para corretivo de solos e VALADARES et al. (1974) analisam os diversos tipos de calcários mais apropriados especificamente para essa utilização.
 3.2.1 Lençol Freático 
O lençol freático é afetado pelo fato de os sedimentos serem depositados diretamente nele, ou seja, resquícios de material oriundo de equipamentos de mineração vazam para o lençol, causando contaminação direta quando a mina está funcionando, e em longo prazo quando ela é desativada. A extração também faz com que a zona subcutânea seja retirada, afetando a armazenamento de água no subsolo.
3.2.2 Subsidência
Graças à dissolução do calcário, é possível que a mineração subterrâneacause um impacto ambiental efeito cascata, já que ela abaixa o nível de lençol freático, retirando a parte de rocha sobre as cavernas, criando dolinas.
3.2.3 Destruição de habitats
Existem cerca de 47 espécies de invertebrados aquáticos e terrestres descobertos na caverna Movile no sul da Romênia e a maioria deles exclusivo de ambiente de caverna, ou seja, quando a caverna ou suas entradas são destruídos, automaticamente os animais exclusivos deste ambiente vão desaparecendo.
3.2.4 Poeira
A poeira é um dos impactos mais visíveis associados à extração de calcário, causada pela perfuração, britagem e peneiração da rocha. As condições da mina podem afetar o impacto do pó gerado durante a extração, incluindo as propriedades da rocha, umidade, correntes de ar e ventos predominantes, bem como a proximidade de centros de concentração populacional. A poeira fugitiva pode escapar de explosões e de caminhões que se deslocam nas estradas da escavação. Esse pó levado pelo ar pode percorrer longas distâncias a partir de um local de mineração e afetar áreas residenciais rurais e urbanas localizadas na mesma direção do vento
4. Conclusão
O Grupo Bambuí está localizando dentro da bacia do São Francisco, sendo que as áreas mais representativas estão nos estados de Minas Gerais e Bahia. 
Os vários usos do calcário presente nos carbonatos do Grupo Bambuí são importantes para os setores de construção civil, metalurgia, agricultura, entre outros. Geram renda para a economia e comércios regionais e, ainda, emprego para a população que depende desses setores. No entanto, a extração do calcário gera impactos negativos, como a fluorose, que afeta grande parte da população. 
5. Referencial bibliográfico
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8 de Março de 2014