T26_Depositos_de_U_Hospedados_em_Arenitos

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Prof. Francisco Silva – Departamento de Geociências (IA)
Depósitos de Urânio em Arenitos
Disciplina: Gênese de Jazidas
Código: IA 257
Professor: Francisco Silva
Departamento de Geociências (IA)
UFRuralRJ
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Depósitos de Urânio em Arenitos
Depósitos Formados por Fluidos Meteóricos
(Águas Subterrâneas)
• Poucos depósitos hidrotermais estão associados com a 
circulação de fluidos meteóricos (águas subterrâneas) pois, em 
geral, estes não transportam metais.
• Uma exceção são os depósitos de urânio hospedados em 
sedimentos. Estes depósitos estão associados com fluidos 
meteóricos, de baixa temperatura, e são formados por 
mecanismos de precipitação em zonas de oxi-redução.
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Depósitos de Urânio em Arenitos
• O íon U+4 está presente em ambientes magmáticos, sendo um 
elemento traço incompatível. Está presente em alguns poucos 
minerais acessórios, tais como zirconita, monazita, apatita, 
titanita, etc. 
• Este íon é oxidado para U+6 quando em contato com águas 
meteóricas e, neste estado de oxidação, é facilmente 
transportável em uma ampla gama de valores de pH (o íon U+4 
é geralmente insolúvel). 
• Com as modificações das condições de Eh (redução), o U6+ em 
solução, na forma de complexos oxidados ou carbonáticos, 
precipita como uraninita (UO2) ou pitchblenda (uma variação da 
uraninita).
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• Deste modo, muitos depósitos uraniníferos em sedimentos são 
formados a partir da precipitação, por redução, de fluidos 
contendo originalmente U+6 em solução.
• Outros fatores que podem afetar a precipitação do urânio são:
> Mistura de fluidos
> Modificação nas condições de pH do fluido
> Adsorção
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Depósitos de Urânio em Arenitos
• A maior parte dos depósitos deste tipo está nos EUA. Estes 
localizam-se principalmente em três regiões: Colorado Plateau, 
South Texas e Wyoming-South Dakota.
• Os depósitos estão, geralmente, associados com sedimentos 
arenosos flúvio-lacustres, do Paleozóico ao Mesozóico, tendo 
comumente uma geometria stratabound.
• Duas variações deste tipo de depósito se destacam:
> Tipo Colorado Plateau U-V
> Tipo Roll-Front
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Tipo Colorado Plateau
Urânio e Vanádio
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• Os depósitos ocorrem em arenitos tabulares que hospedam 
várias mineralizações sobrepostas. A mineralização forma-se na 
interface entre dois fluidos meteóricos distintos, ambos de baixa 
temperatura.
• Um fluido é bacinal, com uma salinidade alta (nível de 
salmoura, ou seja, > 50000 ppm de sais dissolvidos), 
estagnado, contendo íons como Na+, Mg2+, Ca2+, Cl- e SO42-.
• O outro fluido, sobrejacente ao primeiro, mais típico de água 
subterrânea, mostra baixa salinidade e fluxo ativo ao longo do 
aquífero. Este contém compostos solúveis como UO2(CO3)22- e 
VO+.
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Depósitos de Urânio em Arenitos
• No local onde ocorre o encontro e mistura destes dois fluidos, 
são precipitados minerais de urânio em zonas tabulares 
horizontais.
• Esta precipitação, ocorre em profundidades de poucas 
centenas de metros abaixo da superfície, com a temperatura 
das soluções não ultrapassando mais de 30o a 40o C.
• Alguns processos importantes na formação deste tipo de 
depósitos são:
> Mistura de fluidos
> pH
> Adsorção
> Atividades bacteriológicas
> Reações de oxi-redução
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Depósitos de Urânio em Arenitos
• Dados históricos de produção de depósitos do Tipo Colorado 
Plateau mostram uma razão V2O5 / U3O8 igual a ~ 5.8.
• A tonelagem destes depósitos é pequena possuindo, em média, 
cerca de 100000 t com teores que variam entre 0.05 a 0.6 % 
U3O8.
• Os subprodutos principais são V e Cu.
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http://www.madreline.com/colorado_plateau.php
Recursos e teores de áreas onde ocorrem depósitos
do Tipo Colorado Plateau com urânio e vanádio
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Yancey, C.L e McLemore, V.T (2008) Uranium Geology of the West
Localização das 
principais províncias 
uraniníferas na parte 
oeste dos EUA
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Tipo Roll-Front
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• O modelo aplicado à este tipo de depósito prevê um fluido 
meteórico oxidante, com o transporte de um complexo de 
carbonato de urânio solúvel. Este fluido migra ao longo de 
aquífero (arenito) e a precipitação do urânio ocorre em zonas 
de oxi-redução.
• A rocha encaixante à montante das mineralizações (roll-front), 
representada por arenito, está comumente alterada e oxidada. 
À jusante da mineralização, este arenito se encontra 
praticamente inalterado, mais reduzido e com a presença de 
minerais e materiais indicadores de condições redutores como 
pirita, calcita e matéria orgânica.
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• O roll-front indica o local, no tempo e no espaço, onde o fluido 
meteórico perde a sua capacidade de alterar a rocha (arenito) 
na qual está migrando.
• Com a mudança relativamente brusca de Eh nesta zona, os 
complexos solúveis de urânio-carbonato são desestabilizados, 
o que promove a precipitação dos óxidos de urânio.
• O roll-front é dinâmico e a sua posição em constante mudança. 
Esta frente desloca-se progressivamente em direção à jusante, 
segundo o paleorelevo (gradiente hidráulico) e a recarga do 
aquífero arenoso.
• O tamanho dos depósitos é pequeno contendo, em média 
5000t, com um teor variando entre 0.04 e 0.39% U3O8.
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Seção esquemática de um depósito de urânio Tipo Roll-Front
http://www.window.state.tx.us/comptrol/fnotes/fnEnergy08/nuclear.html
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Seção esquemática de um depósito de urânio Tipo Roll-Front
http://www.geovicenergy.com/userfiles/file/ISR/900x695-RollFront%20OreDeposit.jpg
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Modelo de depósito de urânio em arenitos Tipo Roll-Front
http://www.curnamona-energy.com.au/figure2.html
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Modelo conceitual de depósito de urânio do Tipo Roll-Front
http://www.wma-minelife.com/uranium/mining/rllfrnt1.html
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http://www.wsgs.uwyo.edu/uranium/origin.aspx
Aspecto da mineralização de urânio do Tipo Roll-Front
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http://www.wma-minelife.com/uranium/mining/rllfrnt1.html
Aspecto da mineralização de urânio (escuro) do Tipo Roll-Front
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http://geology.about.com/od/geology_co/ig/goldencologeo/rollfront500.htm
Aspecto da mineralização de urânio (escuro) do Tipo Roll-Front
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Urânio Roll-Front em arenitos intercalados
em folhelhos, Southern Wyoming (USA)
http://www.stockinterview.com/News/04132007/Wyoming-Juniper-Ridge-Uranium-Mining.html
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Depósitos de Urânio em Arenitos
http://www.stockinterview.com/News/04132007/Wyoming-Juniper-Ridge-Uranium-Mining.html
Teores de urânio em sondagem de prospecto do
Tipo urânio Roll-Front (Southern Wyoming, EUA)
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Depósitos de Urânio em Arenitos
http://www.callabonna.com.au/projects_curnamona.html
Seção típica de depósito de urânio do Tipo Roll-Front
em um ambiente de canal arenoso confinado 
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Depósitos de Urânio em Arenitos
http://wn.com/Moab,_Utah
Arenitos vermelhos (oxidados) e branco-esverdeados (reduzidos)
devido a diferentes níveis de oxi-redução das águas subterrâneas.
 Mina de urânio em Moab (Utah, EUA)
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Depósitos de Urânio em Arenitos
http://www.world-nuclear.org/info/inf27.html
A maior parte do urânio produzido nos EUA é feita por extração ou recuperação in situ 
(ISL - in situ leaching ou ISR - in situ recovery) ou mineração por dissolução (solution 
mining). Na figura um exemplo esquemático do processo de extração de urânio in situ
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Depósitos de Urânio em Arenitos
http://www.world-nuclear.org/info/inf27.html
Exemplo esquemático do processo de extração de urânio in situ
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Depósito Sedimentar de Urânio de
Iporá / Amorinópolis (GO)
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• A mineralização é encontrada principalmente em arenitos 
feldspáticos (sub-arcósios) na base da Formação Ponta Grossa do 
Devoniano.
• O depósito mostra-se tabular e concordante com o acamamento. O 
controle da mineralização é basicamente litoestratigráfico e 
químico-bioquímico.
• A mineralização está hospedada em delgados horizontes de 
arenito feldspático permeável que estão intercalados em folhelhos e 
siltitos impermeáveis. As camadas de arenitos feldspáticos mostram 
uma espessura que pode variar entre 3 e 8 m, e ocorrem em uma 
área de cerca de 2000 km2.
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• A mineralização mostra-se segundo dois tipos: primária, onde os 
minerais de urânio mostram número de oxidação +4, e secundária 
onde os minerais de urânio apresentam número de oxidação +6. A 
mineralização primária é encontrada abaixo do nível freático. De 
forma geral, a mineralogia do depósito é bastante complexa.
• A mineralização mostra dois controles:
> Controle litoestratigráfico: é representado pela delgada camada 
de arenito feldspático, de granulometria média a grossa, com 
alta permeabilidade. Como este está situado entre camadas 
pelíticas impermeáveis, ocorre um aprisionamento estratigráfico 
favorável à percolação e concentração da mineralização.
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> Controle químico-bioquímico: está relacionado com a matéria 
orgânica, que é um fator importante para a deposição do urânio, 
assim como mudanças e características das zonas de oxi-
redução associadas.
O urânio ocorre na interface destas zonas de oxi-redução (Roll-
Front) sendo a distribuição das zonas controladas pela 
atividade biogênica. A mineralização ocorre quando as soluções 
uraníferas oxidantes e acidificadas encontram condições 
redutoras, relacionadas com organismos, gerando a 
precipitação da sua carga metálica.
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Localização das rochas devonianas (pontilhado) que
hospedam a mineralização uraninífera de Iporá/Amorinópolis (GO)
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Tipo Brecha de Colapso em Chaminé
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• Este tipo de depósito não se enquadra nos Tipos Colorado 
Plateau ou Roll-Front, mas também hospeda mineralizações de 
urânio nos sedimentos Paleozóicos do Colorado Plateau do Norte 
do Arizona (EUA).
• A origem do fluido mineralizante ainda é desconhecida, sendo a sua 
temperatura de formação, com base em isótopos, entre 80o e 
173oC. Esta temperatura é bastante elevada se considerado o grau 
médio geotérmico das águas subterrâneas do Plateau.
• Excluindo a ocorrência do urânio, esta mineralização se assemelha, 
em termos mineralógicos e geoquímicos, com mineralizações do 
Tipo MVT.
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• Este tipo de depósito é de ocorrência relativamente comum no 
Plateu do Norte do Estado do Arizona (EUA). Nesta região, são 
encontradas milhares de estruturas similares àquelas que 
hospedam este tipo de mineralização, isto é, dolinas 
(sinkholes).
• Estas chaminés (pipes) são verticais ou subverticais, com 
seção circular ou elíptica, sendo preenchidas principalmente por 
fragmentos de rochas.
• Estes fragmentos são blocos angulares provenientes de 
formações superiores. O colapso ou abatimento da estrutura foi 
proveniente dadissolução de carbonatos situados em posições 
mais inferiores na sequência estratigráfica. A brecha é, deste 
modo, formada devido ao colapso do teto das cavidades.
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• Estes fragmentos estão imersos em matriz fina, também 
proveniente de rochas adjacentes. Esta matriz encontra-se 
cimentada devido a processos de silicificação e carbonatação.
• Estas chaminés podem atingir, em comprimento vertical, até 
cerca de 1000 m, tendo na base a unidade de dissolução 
(Redwall Limestone), e podendo atingir a superfície.
• A mineralização ocorre na zona de brecha, no centro da 
chaminé, ou em falhas anelares que posicionam-se ao redor da 
chaminé.
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• A principal mineralização é composta por uraninita (UO2). Esta 
também apresenta minerais de cobre e vanádio e outros como 
pirita, galena, barita e esfalerita.
• A expressão superficial da mineralização mais comumente 
prospectada está relacionada com a presença de minerais de 
cobre, barita, calcita e goethita ao longo de fraturas anelares.
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Wenrich, K.J. e Titley, S.R. (2008) Uranium exploration for northern Arizona (USA) breccia pipes in the 21st century and consideration of genetic models
Modelo metalogenético para a formação de depósitos uraniníferos
em brechas de colapso com base na mistura de distintos fluidos
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http://www.northern-arizona-uranium-project.com/breccia_pipe_anatomy
Típica brecha de colapso encontrada
em chaminé ( Norte do Arizona, EUA)
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Testemunho de sondagem com brecha de chaminé. Os fragmentos são de arenito,
calcário e folhelho em matriz de uraninita e polimetálica (Norte do Arizona, EUA)
Wenrich, K.J. e Titley, S.R. (2008) Uranium exploration for northern Arizona (USA) breccia pipes in the 21st century and consideration of genetic models
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http://www.northern-arizona-uranium-project.com/breccia_pipe_anatomy
Depressão causada pelo colapso de cone. Estas estruturas
podem chegar até 2 km de diâmetro ( Norte do Arizona, EUA)
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http://www.northern-arizona-uranium-project.com/breccia_pipe_anatomy
Seção esquemática de chaminé típica com brecha de
colapso e mineralização de urânio (Norte do Arizona, EUA)
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http://www.tournigan.com/s/home.asp
Seção esquemática de mineralização de urânio em
brecha de colapso de chaminé (Mohave, Arizona, EUA)
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