T28_Depositos_de_Mn_e_Fosforitos

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Prof. Francisco Silva – Departamento de Geociências (IA)
Depósitos de Mn e Fosforitos
Disciplina: Gênese de Jazidas
Código: IA 257
Professor: Francisco Silva
Departamento de Geociências (IA)
UFRuralRJ
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Depósitos de Mn e Fosforitos
Depósitos de Manganês
• A maior parte dos depósitos de manganês sedimentar, ocorre 
em ambientes similares aos que formaram as formações 
ferríferas bandadas ou nódulos e concreções ferruginosas 
(ironstone). 
• O modelo adotado para a formação dos depósitos sedimentares 
de manganês, da mesma forma que o ferro, tem como um dos 
controles principais o potencial de oxidação do manganês.
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• O íon Mn2+ é solúvel em condições redutoras e de acidez, assim 
como os íons Mn3+ e Mn4+. Estes são menos solúveis sob condições 
mais oxidantes e alcalinas, e mostram tendência a precipitar na forma 
de óxidos. 
• Apesar das propriedades químicas do ferro e do manganês serem 
similares, o Fe2+ se oxida mais facilmente que o Mn2+. Isto significa 
que, estando ambos em solução, há propensão do ferro precipitar 
antes do manganês.
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• Esta diferença no potencial de oxidação, entre os elementos 
ferro e manganês, pode explicar a separação física que 
comumente ocorre, em muitos depósitos minerais, entre zonas 
ricas em ferro e zonas ricas em manganês. 
• Este é o caso, por exemplo, do Transvaal Basin (África do Sul). 
Nos depósitos do Transvaal Basin, o ferro precipitou primeiro 
formando extensas formações ferríferas. Posteriormente, sob 
condições de oxidação mais pronunciadas, e com a 
concentração de ferro já bastante reduzida, ter-se-iam 
depositados os óxidos de manganês.
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• No Transvaal Basin ocorre o distrito manganesífero de 
Kalahari com recursos, de classe mundial, que totalizam cerca 
de 8 Gt @ 20 a 48% Mn.
• Esta mineralização ocorre na Formação Hotazel, na parte 
superior do Supergrupo Transvaal de idade Paleoproterozóica 
(2.65-2.05 Ga).
• Os recursos manganesíferos estão concentrados em três 
unidades intercaladas com formações ferríferas. Estas 
formações exibem composição química e assinatura isotópica 
similares a outras formações ferríferas mundiais desta idade.
• O teor do material manganesífero está relacionado com a 
presença de carbonatos (inversamente proporcional).
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Distrito manganesífero de Kalahari (África do Sul)
http://www.aquilaresources.com.au/go/projects/manganese/avontuur-project
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http://www.pnas.org/content/97/4/1400/F3.expansion.html
Sequência estratigráfica do Supergrupo Transvaal (África Meridional). Esta
destaca as unidades ferrífera (Formação Hotazel) e manganesífera (Kalahari)
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http://www.pnas.org/content/97/4/1400/F3.expansion.html
Seção esquemática mostrando a ressurgência na borda 
de plataforma continental, com a precipitação do Mn 
(Unidade Kalahari). Abaixo da linha do Mn, os íons Mn2+ e 
Fe2+ estão em solução. Nesta zona ocorre a oxidação e 
precipitação de Fe3+ e formação de unidades ferríferas 
(Hotazel Bifs). Abaixo da linha do Fe o Fe2+ se encontra 
em solução
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Distribuição temporal dos principais recursos de manganês no mundo
http://www.pnas.org/content/97/4/1400/F3.expansion.html
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Mina de manganês de Mamatwan situada no
distrito manganesífero de Kalahari (África do Sul)
http://web.uct.ac.za/depts/geolsci/dlr/hons1998/index.html
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Mina de manganês de Mamatwan situada no
distrito manganesífero de Kalahari (África do Sul)
http://web.uct.ac.za/depts/geolsci/dlr/hons1998/index.html
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Mina de manganês no distrito manganesífero de Kalahari (África do Sul)
http://www.sk-zag.de/8.1_Die_Evolution_von_Atmosphaere_und_Ozeanen.html
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Estratigrafia da lapa do minério manganesífero na mina de Hotazel (distrito manganesífero 
de Kalahari, África do Sul). Lavas basálticas almofadadas são sobrepostas por formações 
ferríferas (canto inferior esquerdo) e, por cima, formação manganesífera (canto superior 
direito)
http://web.uct.ac.za/depts/geolsci/dlr/hons1998/index.html
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Detalhe da formação ferrífera bandada da mina de Hotazel (África do Sul)
mostrando alternância entre hematita (cinza) e chert ferruginoso (vermelho)
http://web.uct.ac.za/depts/geolsci/dlr/hons1998/index.html
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• A idade dos depósitos manganesíferos pode variar do 
Paleoproterozóico ao recente. Grandes depósitos são 
encontrados no Fanerozóico como, por exemplo, Groote 
Eylandt (Austrália) e Molango (México).
• Presentemente, MnO2 ou MnCO3 estão se depositando no Mar 
Negro, em profundidades próximas dos 200 m de lâmina 
d'água, local onde ocorre a transição entre os ambientes 
euxínico e oxidante. Neste ponto, o Mn2+ que é solúvel em 
profundidades inferiores a 200 m, é oxidado para Mn4+ e 
precipita.
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Depósitos de Fosforitos
• Os fosforitos são rochas sedimentares marinhas ricas em 
fósforo, normalmente contendo entre 15% a 20% de P2O5.
• Estas rochas se formam em ambientes similares aos que se 
formam as formações ferríferas bandadas, nódulos ou 
concreções ferruginosas e depósitos de manganês sedimentar.
• Estão relacionados com ambientes de plataforma continental e 
zonas costeiras rasas que incluem lagunas e deltas.
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• A formação destes depósitos está relacionada, assim como nas 
concentrações de ferro e manganês, com a ressurgência 
marinha (upwelling). Este movimento implica no encontro de 
águas de maiores profundidades,mais densas, frias e 
redutoras, com águas mais quentes e oxidadas próximo da 
superfície oceânica.
• Esta ascenção de águas à níveis mais superficiais, promove a 
precipitação da carga de fosfatos, de modo similar aos metais, 
na plataforma continental.
• A formação de depósitos de fosforitos está a ocorrer no 
presente momento como, por exemplo, nas zonas costeiras da 
Namíbia e Chile-Peru.
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• A formação deste tipo de depósito também pode ocorrer por 
processos biogênicos. Estas concentrações seriam geradas a 
partir de microorganismos, que assimilam o fósforo presente na 
água do mar sob a forma iônica PO43-, HPO42- ou H2PO4-, e os 
utiliza na formação de partes do seu organismo. 
• A considerar esta gênese (biogênica), a concentração de 
fósforo no fundo marinho teria menos relação com as reações 
de oxiredução mas sim com a deposição de organismos mortos 
no assoalho marinho.
• Com a decomposição dos organismos, o fósforo é libertado e, 
na sequência do processo, ocorre a formação de apatita 
microcristalina ou colofana.
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• O pH também é considerado como um fator importante para a 
formação dos depósitos de fosforitos.
• Em geral, a solubilidade do fosfato é maior em ambientes mais 
profundos onde as águas são mais frias e acidificadas. Em 
ambiente de plataforma continental, onde predominam águas 
mais quentes, alcalinas e ricas em oxigênio, a tendência do 
fosfato é precipitar. 
• Uma outra perspectiva genética, em alternativa ao modelo de 
formação sinsedimentar do depósito como produto da 
sedimentação primária no fundo oceânico, é a formação 
diagenética.
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• Neste caso, a formação do depósito ocorreria durante a 
compactação e desidratação dos sedimentos.
• Uma das razões para o modelo diagenético tem por base a 
possibilidade do fósforo não estar presente na água do mar, em 
concentrações suficientes, para atingir o ponto de saturação e 
precipitação.
• O fósforo, neste caso, se concentraria em águas intersticiais 
dos sedimentos durante a compactação e litificação.
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Mineralização em Folhelhos Negros (Black Shales)
• Folhelhos enriquecidos em matéria orgânica podem apresentar-
se enriquecidos em metais como V, Cr, Co, Ni, Ti, Cu, Pb, Zn, 
Mo, U, Ag, Sb, Tl, Se e Cd.
• Os folhelhos negros (xistos negros) são caracterizados por 
grandes quantidades de matéria orgânica. 
• A sua gênese deve-se ao ambiente de deposição, onde 
prevaleceram condições de quase total falta de oxigênio, em 
ambiente anóxico e euxínico (presença de HS- ou H2S).
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• Outra particularidade é que este material não sofre diluição por 
parte de sedimentação clástica, o que favorece a concentração 
metalífera na rocha.
• Importante notar, que basta que o sedimento contenha cerca 
1% de matéria orgânica para que todo o oxigênio das 
proximidades seja consumido.
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Nódulos Manganesíferos
• Os nódulos manganesíferos marinhos representam um 
potencial recurso para Mn, Fe, Cu, Ni e, em menor escala, Co, 
Zn e outros.
• Estes nódulos ocorrem em áreas pelágicas profundas dos 
oceanos, onde a taxa de sedimentação é muitíssima pequena 
(< 7 m / 1 Ma).
• Estão ausentes de áreas marinhas de sedimentação mais 
rápida e de zonas onde existe uma grande produção biogênica 
e sedimentação química.
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• Algumas áreas como, por exemplo, na Zona de Fratura de 
Clarion-Clipperton (à oeste do México), esta mineralização 
apresenta um alto conteúdo metálico com valores de até 2% 
Ni+Cu combinado, para além de Co e Zn.
• Os nódulos são ovóides com um diâmetro de poucos 
centímetros. Em corte, mostram textura em camadas, 
geralmente concêntricas, tendo na porção mais nuclear 
fragmentos clásticos ou biogênicos.
• A fonte dos metais é a água do mar.
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Áreas de ocorrência de nódulos polimetálicos, no Clarion-Clipperton (Oceano
Pacífico), sob pesquisas em contrato com o ISA (International Seabed Authority) 
http://www.isa.org.jm/en/scientific/exploration
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Áreas de ocorrência de nódulos 
polimetálicos, na Bacia Central 
da India (Oceano Índico), sob 
pesquisas em contrato com o ISA 
(International Seabed Authority) 
http://www.isa.org.jm/en/scientific/exploration
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Nódulo de manganês, de 4.1 cm de diâmetro, proveniente
da Zona de Fratura Clarion-Clipperton (Oceano
Pacífico Oriental), de uma profundidade entre 4500 e 5500 m
http://www.newarkcampus.org/professional/osu/faculty/jstjohn/Mn-Nodule/Mn-Nodule.htm
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http://www.newarkcampus.org/professional/osu/faculty/jstjohn/Mn-Nodule/Mn-Nodule.htm
Nódulo de manganês onde se observam bandas concêntricas
irregulares aparentemente desenvolvidas a partir de fragmento rochoso 
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Nódulo de manganês de
cerca de 4 cm de diâmetro
http://www.answers.com/topic/manganese-nodule
http://www.geobiologie.uni-goettingen.de/museum/
exhibitions/special_exhibitions/stromatolithe/Mikrobialithe/index.shtml
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http://www.mnhn.fr/mnhn/geo/Collection_Marine/Ocean/Md00/DR730004/DR730004.htm
Seção de nódulo de manganês (~ 5 cm)
mostrando estrutrura concêntrica (Oceano Índico)
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Disposição dos nódulos de 
manganês in situ no 
assoalho oceânico
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http://www.photolib.noaa.gov/htmls/theb2827.htm
Amostra de nódulos de manganês
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Evaporitos
• Rochas sedimentares formadas a partir de precipitados 
químicos de salmouras, em ambientes quentese de forte 
evaporação, onde a bacia de sedimentação é restrita e de 
recarga periódica ou contínua da água do mar.
• A origem destas rochas pode ser também continental, onde o 
aporte pode ser água do mar e/ou água subterrânea.
• O ambiente principal de formação deste tipo de rocha é o 
marinho marginal, representado por lagunas ou zonas de baía 
restrita, em climas tropicais, onde não existe uma contribuição 
significativa de sedimentos clásticos.
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• Outro ambiente de deposição dos evaporitos é o 
intracontinental, representado principalmente por reservatórios 
lacustres.
• Significativos depósitos de evaporitos são encontrados na 
Europa. Estes foram formados em um mar raso que cobria 
grande parte do Reino Unido, Holanda, Alemanha e Polônia. 
Estas rochas pertencem a formação Zechstein do Permiano. 
• No entanto, a maior sequência evaporítica conhecida, de 
idade Mioceno, situa-se sob o Mar Mediterrâneo, numa 
extensão de mais de 2000 km e espessuras que podem atingir 
até 2 km.
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http://www.zechsteinmagnesium.com/
Mapa esquemático mostrando a extensão do mar Zechstein
durante o Permiano. A cor azul escura representa os evaporitos
enquanto o azul claro corresponde a plataformas carbonáticas
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http://records.viu.ca/~earles/messinian-crisis-apr03.htm
Extensos depósitos de evaporitos, sob o Mar Mediterrâneo, foram formados
durante o Mioceno (5.96-5.33 Ma). Isto deveu-se ao fechamento da passagem
entre este mar e o Oceano Atlântico. Durante este período de isolamento, o Mediterrâneo 
esteve seco ou quase totalmente seco
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• No Brasil, significativos depósitos de evaporitos são 
encontrados na Bacia de Sergipe e Campos onde, nesta
última, mostram espessuras com até 2000 m.
• Os principais produtos lavrados nestas rochas são halita, 
carbonato de potássio (potash - K2CO3) e sulfatos. 
• Importantes depósitos intracontinentais são encontrados no 
Chile, Death Valley na Califórnia (EUA) e Great Salt Lake em 
Utah (EUA). Estes depósitos, para além dos produtos 
mencionados, produzem boratos (Califórnia), nitratos (Chile) e 
Mg, Br e Li (Utah).
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http://imperiumsolis.blogspot.com/2011_09_01_archive.html
Depósito de evaporitos em Death Valley (Califórnia, EUA)
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http://www.earthscienceworld.org/images/search/results.html?Keyword=Evaporite%20Deposits#null
Depósito de evaporitos em Death Valley (Califórnia, EUA)
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http://www.earthscienceworld.org/images/search/results.html?Keyword=Evaporite%20Deposits#null5
Costa norte do Great Salt Lake (Utah, EUA) coberta por evaporitos
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http://fineartamerica.com/featured/salt-formations-great-salt-lake-ut-usa-david-sidwell.html
Formações salinas em Great Salt Lake (Utah, EUA)
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• A formação dos depósitos está relacionada com o processo de 
evaporação que resulta no aumento progressivo da salinidade 
da solução residual. Com o avanço do processo, cada sal 
atinge o seu ponto de saturação, em determinada fase, e 
precipita.
• Em termos gerais, a ordem de precipitação dos sais está 
relacionada, primeiramente, com a solubilidade dos minerais e 
não com a abundância das substâncias em dissolução.
• A ordem de precipitação dos minerais reflete a sua solubilidade, 
com os de mais baixa solubilidade a precipitar primeiro, 
enquanto os de maior solubilidade precipitam nas fases finais.
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• Evaporitos provenientes da água do mar, com composição 
aproximadamente constante ao longo dos tempos, tendem a 
formar depósitos mais homogêneos, do que os depósitos 
intracontinentais. 
• Principais íons de sais dissolvidos na água do mar:
Cl- (cloro) 56%
Na+ (sódio) 28%
SO42-(sulfato) 8%
Mg2+ (magnésio) 4%
Ca2+ (cálcio) 1.5%
K+ (potássio) 1%
HCO3- (bicarbonato) 0.5%
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• A sequência típica de deposição dos minerais evaporíticos 
obedece a uma salinização progressiva da bacia que, da base 
para o topo, comumente mostra:
> calcita (CaCO3)
> gipsita/anidrita (CaSO4.2H2O/CaSO4)
> halita (NaCl)
> outros sais complexos de maior solubilidade, hidratados e 
multielementares como, por exemplo, silvita (KCl) e 
carnalita (KCl.Mg.Cl2.6H2O)
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• Para a formação de um depósito de tamanho significativo de 
evaporitos, é necessário que haja a recarga do reservatório, 
numa taxa apropriada, de forma a sustentar uma precipitação 
constante dos sais.
• Durante o processo de evaporação, a densidade da salmoura 
poderá aumentar até um valor próximo de 1.4 g/cm3, quando 
então os últimos sais (mais solúveis) irão precipitar.
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• Presentemente, não são encontradas as mesmas condições 
geológico/climáticas que permitiram a formação no passado 
(Fanerozóico) de grandes depósitos de evaporitos.
• Os imensos depósitos existentes sob o Mar Mediterrâneo foram 
formados, em ambiente subaéreo e dessecado do tipo Sabkha, 
durante o Mioceno.
• Os depósitos tipo Sabkha comumente se desenvolvem próximo 
da superfície, com os minerais precipitando a partir de águas 
subterrâneas, de composição de salmoura, em zonas 
imediatamente acima do nível freático, comumente onde a 
rocha está próxima deste nível. 
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Depósitos de Mn e Fosforitos
• Nestes ambientes, com forte evaporação, as soluções 
intraporos se tornam fortemente concentradas e salinas sendo 
atraídas para a superfície, o que causa a precipitação dos 
minerais de evaporitos.
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http://www.flickr.com/photos/strugale/4654595155/lightbox/
Depósito de Sabkha costeira
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http://www.flickr.com/photos/strugale/4654595155/lightbox/
Detalhe de depósito de Sabkha
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http://www.adias-uae.com/sabkhamatti.html
Depósito de Sabkha
em Matti (Abu Dhabi)
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