Depósitos Minerais Econômicos e Métodos de Estudo

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DEPÓSITOS – RESUMO P/ PROVA 1
Geologia Econômica
Objetivo: 
Caracterizar os principais tipos de depósitos minerais econômicos, aplicar conhecimentos e conceitos em diversas escalas de estudo (regional, local, macroscópico, microscópico, etc. E definir mecanismos de gênese (porque está aqui e não em outro local), evolução, controles e definindo critérios de exploração. Objetivo específico: conhecer texturas e estruturas do minério para enquadrá-lo em um modelo de depósitos minerais.
Criação de um modelo de depósito. 
A disposição e composição dos minerais, isto é, suas características geológicas (texturas e estruturas) e inclusões fluídas permitem interpretar as condições (ambiente) de deposição/formação. Por analogia (comparação) pode-se prospectar novos depósitos. Deve ser respondido: 
Definições:
Mineral de minério (ore mineral): galena, calcopirita, bornita
Recurso mineral: concentração de materiais sólidos, líquidos ou gasosos ocorrendo naturalmente dentro ou sobre a crosta terrestre de forma tal e em quantidades que permitam a extração de um bem (elemento ou composto) cuja concentração é ou pode ser economicamente viável.
Reserva: recursos identificados de minerais ou energéticos que podem ser explotados com lucro utilizando a tecnologia existente ou nas condições econômicas do momento.
Potencial método estatístico: dificilmente estão disponíveis dados suficientes para um tratamento estatístico rigoroso. A compreensão das ocorrências minerais é em geral muito rudimentar para uma análise numérica.
Potencial método intuitivo: envolve a criação de um modelo geológico por meio de descrição e comparação com áreas conhecidas. O potencial de uma área será julgado em função do modelo genético, construído com base em informações geológicas, geoquímicas, geofísicas, com o objetivo de identificar ambientes favoráveis.
Metais ferrosos: Fe, Mn, Ni, Cr, Mo, W, V, Co
Metais menores e não-metálicos: Sb, As, Be, Bi, Cd, F, Mg, Hg, ETR, Se, Ta, Te, Ti, Zr
Metais físseis: U, Th
Métodos de trabalho em estudo metalogenéticos
Escala de trabalho: global, regional, local, afloramento (sondagem, mapeamento), microscópica, nanoscópica (ETR).
	QUESTÃO 5 – PROVA 1
ETAPAS
1. Estudo bibliográfico
2. Trabalhos de campo:
–Mapeamento topográfico;
–Mapeamento geológico de detalhe (1:5000);
–Poços E Trincheiras;
–Geologia estrutural
–Geoquímica e/ou Geofísica;
–Sondagens, descrição E amostragem de testemunhos de sondagem;
–Galerias de exploração (≠explotação)
–Análise dos dados disponíveis (mapas, seções, logs de furos, confecção de perfis geológicos);
3. Trabalhos de laboratório:
–Confecção de lâminas delgadas.
–Petrografia de rochas e inclusões fluidas;
–Microtermometria;
–Análise microestrutural; 
–Preparação de amostras para análise química; 
–Microscópio eletrônico de varredura;
–Microssonda eletrônica;
–Análises químicas de rochas;
4. Interpretação e integração de dados
5. Apresentação dos resultados:
–Relatório
Petrografia minério
TEXTURA: PREENCGIMENTO DE ESPAÇOS VAZIOS
Precipitação a partir de magmas silicáticos: tempo e presença ou ausência de outros silicatos cristalizando simultaneamente.
Precipitação a partir de soluções aquosas: crescimento simétrico de cristais sobre as paredes de fraturas, falhas, brechas e outros espaços vazios.
TEXTURA: SUBSTITUIÇÃO
Dissolução de um mineral e deposição simultânea de outro em seu lugar em geral sem mudança de volume ou relação com preenchimento de espaço vazio.
Fluidos (H20, sais, gases como o CO2, CH2 e hidrocarbonetos)
Definição: Uma substância, líquida ou gasosa, que pode fluir, não tem forma fixa e oferece pouca resistência a pressões externas. Um geofluído é qualquer um movendo-se através das rochas na sub-superfície da Terra.
Importância: Praticamente quase todos os cristais na Terra crescem em algum tipo de fluído. Quase tudo na Terra está em torno de fluidos, logo não são poucas as razões para conhecer sobre fluidos e como eles agem e reagem em diferentes condições (P,T).
Tipos:
- Águas superficiais: São águas de qualquer origem que tenham passado por e equilibrado com a atmosfera. Possuem alta capacidade para solubilizar compostos orgânicos e inorgânicos
- Fluidos em bacias sedimentares: A água é incorporada por minerais tal como argila, durante o intemperismo das rochas ou diagênese dos sedimentos. O CO2 é incorporado com a formação de calcita, especialmente de origem biológica.
- Fluidos metamórficos: Muitas reações metamórficas envolvem devolatilização da H2O e CO2 incorporados em argilas, micas ou calcitas. Este fluido influencia na transferência de matéria formando veios e até depósitos minerais.
- Fluidos magmáticos: São gerados por fusão parcial na crosta ou no manto em função de uma elevação, de T, presença de fluidos ou queda de P.
 - Fluidos hidrotermais. O fluxo através do magma da fase rica em voláteis empobrece as partes inferiores da câmara nos elementos que preferem se associar à fase fluida e transporta-os para cima, onde poderão ser acumulados embaixo de uma camada impermeável ou escapar formando pegmatitos e fluidos hidrotermais.
Relação com as mineralizações: 
- Fluidos agem como solventes para “dissolução” de metais.
- Podem mudar as propriedades das rochas encaixantes, dissolvendo e preenchendo poros.
- Servem como meio de transporte e concentram os metais formando minério.
Inclusões fluidas
Definição: fluidas são amostras destes fluidos aprisionadas dentro de minerais durante ou após a formação dos minerais. Isto é são fósseis petrológicos.
Importância do estudo: Pesquisas envolvendo Inclusões Fluidas (IFs) tem dado importante contribuição para compreensão do caráter, origem e evolução dos fluidos, bem como a formação dos bens minerais, uma vez que resultam da retenção de fases fluida durante a cristalização ou recristalização do mineral.
Informações importantes a respeito do fluido podem ser estimadas, dadas às condições ideais, tais como (1) pressão e temperatura de aprisionamento da inclusão fluida, (2) a composição em termos do sistema químico dominante e da salinidade, e (3) densidade do fluido. Estas informações, quando associadas a uma geração específica de inclusões fluidas, permitem fazer inferências sobre a origem e a modificação de um fluido durante a evolução de um sistema de interação fluido-rocha.
Tipos:
- Primárias: formadas durante o crescimento do cristal
- Pseudo-Secundárias: cicatrização de fraturas formadas durante o crescimento do cristal.
- Secundárias: cicatrização de fraturas após o cristal/rocha estar formado.
Controle estrutural de depósitos minerais
Definição: É a influência de feições estruturais na deposição de minério, por exemplo, preenchimento de fraturas. A formação de muitos tipos de depósitos minerais epigenéticos envolve alguma forma de controle por estruturas produzidas durante a deformação crustal. A deposição de minério é muitas vezes localizada dentro de falhas, zonas de cisalhamento ou sistema associado de fraturas.
Curiosidade: Processos de deformação crustal influenciam o fluxo de fluidos em sistemas hidrotermais via controle da permeabilidade das rochas e das forças que direcionam o movimento de fluidos.
Controle estrutural maior (regional): 	Comment by Thayna Nunes Alves: O minério pode ser depositado no momento ou depois da formação da estruturaA deformação pode causar redistribuição do minério.
- Grandes falhas regionais ao longo das quais dispõe-se depósitos minerais. Nesse caso a falha é uma via de circulação de fluidos
- depósitos associados a junções convergentes ou divergentes (Ex: depósitos da cadeia andina ou cobre porfirítico em zonas de subducção). 
Controle estrutural menor (local): fraturas, falhas, dobras, brechas tectônicas ou cársticas, chaminés, lineações e xistosidades.
Tipos de controles diretos
Falhas, seja em conjuntos de fraturas penetrativas ou individuais, ou fraturamento associado com dobras ou dobras por si mesmas, produzem espaços abertos que favorecem adeposição de minério ou criam canais para transporte de fluidos ricos em metais.
Tipos de controles indiretos
1.Tectônica em nível global
2.Localização em grande escala de encaixantes favoráveis
3.Relocalização secundária de encaixante favorável 
4.Criação ou destruição de porosidade e permeabilidade
5.Criação de descontinuidade de gradientes de P e T
6.Controle de movimento da água subterrânea
7.Efeitos de deformação na cristalização
Maturação: fenômeno de concentração do ouro até atingir teores econômicos
Depósitos orogênicos de ouro – estágio evolutivo na zona de cisalhamento.
São depósitos de ouro encaixados em rochas metamorfizadas e intensamente alteradas, que são em geral altamente deformadas e apresentam uma complexa evolução geológica
Estágio precoce: 
Afeta rochas em larguras de centenas de metros a comprimentos de dezenas de km. Forma estruturas definidas por milonitos e xistosidade intensa, que servem de drenagem para fluidos hidrotermais de origens diversas. Provoca intensa alteração hidrotermal, Au se concentra em lentes silicosas na forma de arsenopirita aurífera, Au fica no sulfeto e não forma mineral próprio.
Estágio intermediário: Continuação do funcionamento da zona de cisalhamento cria aberturas que são preenchidas: veios de quartzo leitoso com sulfetos (por secreção lateral). Novas deformações podem moer esses veios criando fácies armadilhas que servem de reservatório para a mineralização aurífera. Ouro começa a formar minerais próprios. Provém dos sulfetos do estágio precoce. É transportado e fixado na fácies micro-sacaróide pelos fluidos drenados na zona de cisalhamento. Ouro é em geral fino e com pouca prata associada.
Estágio tardio: Forma-se dentro de uma zona precoce ou intermediária. São aberturas de fraturas, fendas de extensão, stockwork que provocam a remobilização “in situ” do ouro dos estágios anteriores. Forma pepitas contendo prata. Não são novas concentrações de Au, mas redistribuição do que já existia.
Morfologia e tipos dos depósitos minerais
Estratiforme: concordante com a estratificação, com desenvolvimento perpendicular eventual 
Estratóide (strata-bound): restrito a um nível da coluna estratigráfica 
Strike: direção (DB) se um corpo de minério visto em planta é mais longo em uma direção, essa dimensão maior é dita Strike ou direção do corpo. 
Dip: ângulo de inclinação do corpo de minério em relação à horizontal e perpendicular à direção. 
Axis: eixo (CB): dimensão mais longa do corpo de minério.
Plunge of the axis: caimento ou mergulho do eixo: inclinação de estrutura linear ou eixo de dobra medida no plano vertical ABC. 
Pitch ou Rake: obliquidade ou lançamento: ângulo entre a horizontal e qualquer feição linear.
Discordantes: 
- Corpos com formas regulares: 
- Tabulares: extenso em 2 direções e curto em 1 direção (veios) 
- Tubulares: curto em 2 dimensões, extenso em 1 dimensão (chaminé)
- Corpos com formas irregulares: disseminados ou de substituição irregular 
	- Disseminados: minerais de minério estão distribuídos por todo o corpo da rocha hospedeira como minerais acessórios. Disseminados ao longo de fraturas (stockwork) rede tridimensional de venulações planares e irregulares com distribuição suficientemente apertada para constituir uma massa que pode ser minerada. 
	- Substituição: de rocha pré-existente, em geral carbonática, muitas vezes de alta temperatura. Línguas de minério entram em qualquer estrutura planar falhas, fraturas).
Concordantes: 
- Encaixante sedimentar: calcário, argila, arenito, rudito ou sedimentos químicos. Pode ser singenéticos de acordo com a estratificação ou epigenéticos encontrando-se nos poros vazios ou substituição. Importante produção de Fe e metais base.	Comment by Thayna Nunes Alves: Ler sobre 
- Encaixante ígnea: vulcânica ou plutônica 
- Encaixante metamórfica: Rochas metamórficas são importantes na medida em que recristalizam e reconcentram depósitos formados em ambientes ígneos ou sedimentares 
	
Principais teorias de formação de minério
Processos internos
Cristalização magmática: precipitação dos minerais do minério como constituintes maiores ou menores da rocha ígnea na forma de grãos segregados ou disseminados. Cristalizados diretamente do magma.
Segregação magmática: Separação de minerais de minério por cristalização fracionada e processos relacionados durante a diferenciação magmática. Inclui qualquer processo mecânico que impede os primeiros cristais formados em um magma em resfriamento de continuar a reagir com a fusão magmática.
Liquation: resulta de imiscibilidade de líquidos (tipo água e óleo) em rochas tanto plutônicas como vulcânicas.
Pegmatitos: Representam a última e mais hidratada porção de um magma em cristalização e por isso contém altas concentrações de minerais que normalmente ocorrem em traços nos granitos. Um dos estágios finais da sequência de cristalização de um magma que contém voláteis. O fluido residual é suficientemente rico em voláteis permitindo a formação de grandes cristais
Hidrotermal: Deposição de soluções aquosas quentes, que podem ter como fonte água magmática, metamórfica, meteórica, marinha etc. Observações diretas e experimentais comprovam que fluidos do sistema NaCl-H2O rocha são capazes de lixiviar e transportar metais. (Ex: Greenstone Belts)
Fluidos cognatos: migram junto com o magma
Fluidos colineares: não migram junto com o magma
Secreção lateral: Difusão de materiais formadores de minério das rochas, e o fluído deposita em falhas e outras estruturas. Exemplo: A sílica teria migrado a partir das encaixantes e poderia ser acompanhada por outros constituintes também originados nas encaixantes como metais e enxofre. Processo pode ser o inverso, retira do veio e depositada na encaixante.
Processo Metamórfico: metamorfismo de contato ou regional pode produzir rochas com interesse econômico (depósitos industriais). Processos metamórficos envolvem: recristalização, redistribuição de materiais por difusão iônica no estado sólido ou por fluidos. Nessas condições constituintes móveis podem ser transportados para zonas de menor pressão como fraturas, charneira de dobras ou zonas de cisalhamento formando veios. Metamorfismo provoca a expulsão progressiva de grandes volumes de voláteis e água criando um sistema hidrotermal que lixivia componentes de minério de forma depósitos minerais.
Processos superficiais
Precipitações Sedimentares (red beds): Precipitação de elementos particulares em ambientes sedimentares adequados, com ou sem a intervenção de organismos biológicos
Placer (acumulação mecânica): Erosão tende a transportar e concentrar minérios metálicos moderados a pesados em depósitos de corrente ou praias. O minério original poderia ser veio formado por intrusão ígnea.
Processo residual: Lixiviação de rochas de elementos solúveis deixando concentrações de elementos insolúveis no material restante.
Questão 2 – Prova 1
Introdução 
Uma concentração mineral resulta da atuação de diversos processos geológicos tais como intemperismo, transporte, sedimentação, diagênese, metamorfismo, magmatismo e/ou circulação de fluidos diversos através de fraturas e porosidades das rochas. Quando esta concentração ocorre, são formados os depósitos minerais. 
O tipo de depósito mineral é baseado em feições descritivas, sem a gênese. Elas são: discordantes (tubulares ou tabulares) ou concordantes (estratificação - de acordo com a encaixante). Por outro lado, o modelo geológico de um depósito mineral é uma explicação dessas feições em termos de processos geológicos, contendo elementos interpretativos das relações entre as feições observadas em campo, ou seja, inclui a gênese. Com o modelo geológico de um depósito mineral, os dados fornecem muito mais embasamento para compreender o processo de formação do respectivo depósito. Modelos geológicos constituem desta maneira a base para prever quais são as áreas potencialmente mais favoráveis para o desenvolvimentoda exploração mineral em um depósito.
Outras Informações essenciais como composição, temperatura e pressão de aprisionamento dos fluidos responsáveis pelas mineralizações e alterações hidrotermais, são obtidas pelo estudo das inclusões fluidas associadas à grande maioria dos depósitos minerais. Uma vez sabendo as características físico-químicas do fluído que gerou o mineral, é possível compreender o processo de formação do depósito.
Processos de formação de depósitos minerais
Primeiramente, será discutido os processos superficiais que podem formar depósitos minerais. A ação do intemperismo sobre rochas pode provocar a concentração de metais à medida que se forma um solo, como é o caso da bauxita (minério de alumínio), ou laterita (eventualmente formando minério de ferro). Outra maneira de formar depósitos, é quando os minerais mais densos (ouro, diamante) afundam mais rapidamente do que o quartzo e o feldspato, mais leves, de modo que se formam acumulações sobre o fundo dos rios, onde as correntes são fortes o suficiente para transportar os sedimentos menos densos, formando então os depósitos do tipo placer. Além desse processo de formação de acumulações economicamente úteis por processos de acumulação de detritos, existem ainda os processos de sedimentação química. A formação de camadas alternadas de hematita e sílica, produzidas por sedimentação química, produziu as formações ferríferas bandadas de Carajás (BIF). Ainda outro processo de precipitação química pode ocorrer durante o processo da diagênese, quando elementos como cobre ou ferro são lixiviados de camadas de rochas em ambiente oxidante, transportados pelos fluidos liberados dos poros durante a compactação dos sedimentos, e depositados em camadas superiores, eventualmente ricas em matéria orgânica, por um processo de redução e formação de sulfetos de cobre (calcosita, bornita, calcopirita) ou ferro (pirita), um exemplo são os depósitos de red beds.
Os processos de formação de depósitos minerais estão vinculados também à diversos processos internos. À medida que um magma se resfria em profundidade (plutonismo), minerais diferentes vão se cristalizando gradativamente a partir da rocha fundida. Durante esse processo dito de diferenciação magmática poderão se formar minerais úteis junto com a rocha magmática plutônica como sulfetos ou óxidos. Processos vulcânicos tais como as fumarolas nas dorsais oceânicas podem também criar acumulações de metais preciosos. O diamante é encontrado como constituinte mineral de uma rocha ígnea ultramáfica chamada kimberlito, que ocorre na forma de uma chaminé vulcânica que se estende desde a superfície até o manto superior, onde existem altas pressões requeridas para a formação do diamante. Depósitos minerais podem ser formados a partir do metamorfismo que ocorre nas rochas. Em muitos desses depósitos o minério resulta de uma interação da rocha invadida, isto é que sofreu a intrusão ígnea, com material de fluidos provenientes da intrusão quente, e não somente pela alteração produzida pelo calor. O último processo interno a ser discutido, pode resultar na formação de depósitos hidrotermais. Os minérios formados pela circulação de águas quentes são encontrados formando veios ou filões, isto é, fraturas preenchidas por minerais precipitados a partir dessas águas quentes. Em geral essas águas foram consideradas como provenientes da diferenciação magmática, mas podem ter origens diversas.
Conclusão
Processos tectônicos, estratigráficos, sedimentares, ígneos e metamórficos são todos interligados relacionados dentro de um ciclo evolutivo das rochas, e influenciam de maneira direta nos processos formadores de depósitos minerais.
Questão 2 – Prova 2
2.1: Enquanto a tipologia trata de feições descritivas sem o uso da gênese, o modelo geológico é uma explicação dessas feições em termos de processos geológicos, contendo elementos interpretativos das relações entre as feições observadas em campo, ou seja, utilizando a gênese.
2.3: 
Global: envolve a análise de uma extensa área, seja continental ou devidamente global, para analisar um fenômeno geológico. Depósitos minerais podem ser formados por longas extensões no planeta, devido as condições determinantes em um certo tempo geológico.
Regional: envolve a análise de grandes regiões através do sensoriamento remoto, geofísica aérea, para compreender os controles geológicos.
Local: analisa-se uma região pequena para, como uma formação geológica ou um supergrupo, tendo em vista compreender o processo deposicional do minério nesse corpo geológico.
Afloramento: utiliza-se a sondagem e o mapeamento, para descrever a situação daquela região ou daquele depósito, e avaliar todas as informações retiradas, para chegar a uma conclusão.
Microscópica: utiliza-se a descrição das texturas e estruturas mineralizadas, além de análises de inclusões fluídas para compreender o processo de formação por trás dessas feições e características físico-químicas.
Nanoscópica: utiliza-se dados geoquímicos 
2.4: A razão de estudar os depósitos minerais está em identificar os diferentes tipos de acumulações de bens minerais, bem como os seus processos de gênese e evolução. Além disso, a distinção das estruturas e texturas mineralizadas permite enquadrá-las em modelos gerais de controle de depósitos minerais.
2.5: As análises químicas dos elementos maiores, terras raras e em traço, incluindo os elementos que irão indicar a afiliação ou afiliações do depósito, propiciarão a caracterização química das rochas e também permitirão que sejam estabelecidas e quantificadas as perdas e ganhos havidos durante os processos mineralizantes e de alteração hidrotermal.
2.6: Informações essenciais sobre a natureza (composição), temperatura e pressão de aprisionamento dos fluidos responsáveis pelas mineralizações e alterações hidrotermais são obtidas pelo estudo das inclusões fluidas associadas à grande maioria dos depósitos minerais.
2.8: Modelos geológicos constituem a base para prever quais são as áreas potencialmente mais favoráveis para o desenvolvimento da exploração mineral, por isto é importante a construção de um modelo geológico
EXEMPLO:
Minas do Camaquã: após a construção de um modelo geológico para os depósitos correspondentes, chegou-se à conclusão que a formação do minério se enquadra em um modelo epigenético, com diversas fases de circulação de fluidos hidrotermais, relacionados a um sistema de circulação de fluidos em resfriamento.