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GEOLOGIA ECONÔMICA Depósitos Minerais Exógenos: Processos de Concentração Mecânica Prof. Dr. Marcos T.F. Suita DEGEO-EM-UFOP Novembro, 2011 Ouro em (meta)conglomerados • 1. Introdução • • Estes depósitos são ditos estratiformes pelo fato de ocorrerem como camadas concordantes interestratificadas com sedimentos. • Eles estão confinados a certos intervalos estratigráficos e são favorecidos por determinados tipos de rochas. • Em alguns casos estes depósitos são também ditos "stratabound", isto é, estão dentro de determinadas unidades estratigráficas na forma de veios, preenchimento de poros ou brechas, ou revestimento de cavidades. • Como minério "stratabound" eles estão confinados a um determinado nível estratigráfico em escala regional, porém são discordantes em pequena escala. • • 2. Distribuição e forma • • Existem exemplos clássicos deste tipo de depósito: • 1. Wittwatersrand (Au + U) na África do Sul; • 2. Blind River (U), no Canadá; • 3. Jacobina (Au), na Bahia; e, • 4. Formação Moeda no Quadrilátero Ferrífero (QF), Minas Gerais, Brasil. • Todos são depósitos do Arqueano ao Paleoproterozóico e encontram-se metamorfisados em baixo grau metamórfico. • • A forma dos depósitos é a de "blankets" ou "reefs" (que pode ser traduzido como bancos ou lentes de conglomerados), que ocupam paleocanais. • Os corpos de minério tem sempre uma dimensão maior que as outras duas. • Os conglomerados hospedeiros das mineralizações sãode origem fluvial ou deltáica de águas rasas. • DEPÓSITOS MINERAIS EXÓGENOS Fonte: Decifrando a Terra / TEIXEIRA, TOLEDO, FAIRCHILD e TAIOLI - São Paulo: Oficina de Textos, 2000 DEPÓSITOS MINERAIS DE CONCENTRAÇÃO MECÂNICA (“PLACER”) Um depósito tipo placer é um depósito no qual minerais detríticos densos (ou pesados) são concentrados durante o processo de deposição de sedimentos. Um dos exemplos mais bem conhecidos é o depósito de ouro Witwatersrand na África do sul – o maior depósito de ouro do mundo Exemplos clássicos destes depósitos: Wittwatersrand (Au + U) na África do Sul; Blind River (U), no Canadá; Jacobina (Au), BA, Brasil; Moeda (Au e U), MG, Brasil. Todos são Arqueanos e/ou Paleoproterozóicos e estão metamorfizados em baixo grau. Constituição dos depósitos Wittwatersrand – Pirita, ouro, uraninita e tucholita (agregado oxihidrocarbonoso uranífero), além de Os, e Co, Ni, Cu, Pb, Zn e arsenetos subordinados. Cromita e zircão constituem parte da assembléia de minerais pesados dos sedimentos. A relação Au/Ag é, na média, de cerca de 10% de prata no ouro. O minério preenche poros na matriz arenosa ou pode aparecer em vênulas. Constituição dos depósitos Wittwatersrand (cont.)– Os metais tem alto teor no metaconglomerado mais espesso e os seixos são maiores e bem selecionados. O ouro e o urânio tendem a se concentrar na porção basal dos paleocanais Analisando a variação do teor em prata, observa-se que ela tende a crescer em direção à base das lentes. Constituição dos depósitos Blind River – Teores de 0.1% de U3O8 O urânio ocorre como braverita (U,Ca,Fe++,Y,Th)3(Ti,Si)5O8 ; uraninita, uranotorita, tucholita. Como sulfetos são encontrados pirita, pirrotita, esfalerita, molibdenita, galena. Jacobina – Pirita, ouro e presença de uraninita mais ou menos comum. Moeda – pirita, uraninita (brannerita e coffinita secundariamente) e Au. Características gerais dos depósitos Forma dos corpos mineralizados “Blankets" ou "reefs" ( o qual pode ser traduzido como bancos ou lentes de conglomerados), que ocupam paleocanais. Os corpos de minério tem sempre uma dimensão maior que as outras duas. Os conglomerados hospedeiros das mineralizações parecem de origem fluvial ou deltáica de águas rasas. Características gerais dos depósitos Forma dos corpos mineralizados Wittwatersrand Os conglomerados marcam a linha de costa da bacia e estão associados com quartzitos e alguns folhelhos. O arcabouço dos conglomerados é o de seixos de quartzo vítreo em matriz quartzoza a arcoseana com clorita e sericita. Os minerais de minério estão sempre na matriz. As estruturas sedimentares são indicativas de corte e preenchimento de canais, acamamento de correntes e canais meandrantes. Em relação com a estratigrafia o minério se posiciona em : (a) inconformidades regionais ; (b) quebras estratigráficas intraformacionais; e, (c) canais. • Em Blind River o minério associa-se a uma sucessão sedimentar fluvial a deltáica, com canais que corresponderiam a rios em um delta. • Teores de 0.1% de U3O8. O urânio ocorre como braverita (U,Ca,Fe++,Y,Th)3(Ti,Si)5O8; uraninita, uranotorita, tucholita. • Sulfetos: são encontrados pirita, pirrotita, esfalerita, molibdenita, galena. • • Em Jacobina o minério ocorre em um meta-conglomerado piritoso, onde seixos de quartzo vítreo estão dispersos em uma matriz com clorita, sericita e pirita. Pirita, ouro e uraninita mais ou menos comum. • Moeda • A mineralização está associada a metaconglomerados oligomíticos. A matriz é quartzosa, sericítica, piritosa e carbonosa. O ouro tem relação com essa matéria carbonosa e com a pirita. Conglomerate characteristics Deposit Witwaterstrand (South Africa) Blind River (Canada) Tarkwa (Ghana) Serra de Jacobina (Brazil) Nature of pebbles Oligomictitc, polymictic and carbon-rich Oligomictitc and polymictic Oligomictitc Oligomictitc Pebble composition Quartz, chert, silicified limestone, volcanic and granitoid rxs. Quartz, metavolcanic rxs., feldspar, jasper, and granite Over 90% quartz, black shale, chert, and volcanic clasts 98% Quartz, green quartzite, meta-arkose Matrix composition Recrystallized quartz, sericite, chlorite, pyrophyllite, heavy minerals, often carbon-rich Recrystallized, quartz, sericite, feldspar, chlorite, epidote, abundant pyrite Fine- to medium- grained quartz, hematite, magnetite, Fe-Ti oxide minerals Quartz, sericite, fuchsite, detritic zircon, and chromite Ore mineral association Free gold, gold in sulfides and in carbonaceous seams, detritic Pt- minerals and uraninite Detritic uraninite, brannerite, detritic, and secondary pyrite Free gold and/or intergrown with ilmenite-rutile aggregates, magnetite and hematite, and rarely with carbonate and pyrite Free gold in recrystallized conglomerate matrix and in fractures; gold in sulfides and uraninite in the matrix Sources of information Pretorius (1975) Roscoe (1968) Klemd et al. (1993) Molinari and Scarpelli (1988); Bateman (1958) O que nos dizem os isótopos de enxofre (caso de Wittwatersrand)? Existe consistência de razões 32S/34S próximas as dos valores meteoríticos. Isto sugere uma fonte magmática do enxofre. A constância dos valores impede uma extensiva migração hidrotermal e uma deposição acrescional de longa duração. Estes processos fracionariam o enxofre e provocariam uma maior variabilidade dos valores de δ34S. Não há variação entre o enxofre associado com material carbonáceo ou não. A constância dos valores indica que não houve fracionamento por oxi-redução, como ocorre na superfície da terra atual. Quase não há diferença entre o S de piritas detríticas e o de recristalizadas. Assim, um esquema possível para a gênese do depósitoé o seguinte : o enxofre da pirita foi derivado de uma fonte ígnea; a pirita foi primeiramente depositada num ambiente ígneo com pouco fracionamento ou contaminação de enxofre; a pirita foi erodida, transportada e sedimentada sem ser significativamente exposta ao oxigênio, de tal modo que o sulfeto não passou para sulfato e então reduziu novamente; na sedimentação a pirita foi soterrada e protegida de oxidação pós-deposicional; e, as remobilizações envolveram pouco fracionamento e provavelmente ocorreram inteiramente dentro do próprio ambiente redutor. Frimmel, H. E. 2005 1 cm 1 cm Frimmel, H. E. 2005 1 cm 0,5 cm 1 cm 5 0 cm Frimmel, H. E. 2005 0,2mm 0,2mm 0,2mm 0,1mm 0,1mm DEPÓSITOS MINERAIS DE CONCENTRAÇÃO MECÂNICA (“PLÁCERES”) – exemplos brasileiros Diamante das regiões do alto e médio Jequitinhonha – MG Au-U da Serra de Jacobina – BA; Au-U da Fm. Moeda – QF (MG) Au Tapajós (MT) Cassiterita (e topázio) - RO, MT, PA e AM Monazita – ES Ouro, platina, paládio e diamantes, região de Ouro Preto. • 5. Origem • • Basicamente três hipóteses : • • 1. Hidrotermal – considera a introdução de ouro de fonte externa (granitos ou secreção lateral) através de soluções aquosas quentes ; • • 2. Plácer – considera a erosão dos "greenstone belts" adjacentes, transporte e deposição em conglomerados do tipo placer ; • • 3. Plácer modificado – segundo esta hipótese o minério teria sido depositado como placer, mas redistribuído depois em pequena escala dentro do depósito. • • O que nos dizem os isótopos de enxofre (caso de Wittwatersrand) ? • Existe consistência de 34S próximo com os valores meteoríticos. Isto sugere uma fonte magmática do enxofre. Entretanto, a constância dos valores impede uma extensiva migração hidrotermal e também uma deposição acrescional de longa duração, pois estes processos dariam muita oportunidade para o fracionamento do enxofre e assim provocariam uma maior variabilidade dos valores de 34S. • Do mesmo modo, a constância dos valores indica que não houve oportunidade para o fracionamento por oxi-redução tal como ocorre na superfície da terra atual. • Assim, um esquema possível para a gênese do depósito é o seguinte : • • o enxofre da pirita foi derivado de uma fonte ígnea ; • a pirita foi primeiramente depositada num ambiente ígneo com pouco fracionamento ou contaminação de enxofre ; • a pirita foi erodida, transportada e sedimentada sem ser significativamente exposta ao oxigênio, de tal modo que o sulfeto não passou para sulfato e então reduziu novamente ; • na sedimentação a pirita foi soterrada e protegida de oxidação pós-deposicional ; • as remobilizações envolveram pouco fracionamento e provavelmente ocorreram inteiramente no próprio ambiente redutor. • Bibliografia • Ore Petrology – Stanton (pg. 574-575) • Ore Deposits Models – Geoscience Canada (pg. 95-96) • Principais Depósitos Minerais do Brasil - DNPM vol. III (pgs. 295 sobre pláceres antigos e 299, 463-478 sobre Jacobina) • Ore Geology - Evans (pg. 250-252) • Ouro em (meta)conglomerados
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