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GEOLOGIA ECONÔMICA 2 – Depósitos do sistema endomagmático Profa. Flávia Braga SISTEMA ENDOMAGMÁTICO Geneticamente ligados à evolução de magmas alojados na crosta (continental ou oceânica). Minério são os próprios magmas ou são as fases minerais segregadas diretamente do magma. Minérios são formados dentro da câmara magmática. Origem: Magmas máficos/básicos e ultramáficos/ultra básicos SISTEMA ENDOMAGMÁTICO Composição primária do magma depende de: 1) Composição do manto e da astenosfera no local da fusão 2) Profundidade (pressão) 3) Grau de Fusão Fe Na, K Na, K, Ca Classificação com relação ao teor de sílica: Rochas Ultrabásicas ou Ultramáficas < 45% SiO2 Rochas Máficas ou Básicas (teor em sílica) 52 - 45% SiO2 Rochas Intermediárias · 65 - 52% SiO2 Rochas Félsicas ou Ácidas 65% SiO2 Rochas plutônicas máficas/básicas – ultramáficas/ultrabásicas Gabro e norito : textura fanerítica e granulação fina a grossa. Composto por plagioclásio cálcicos, piroxênios, podendo conter olivina magnesiana. Dunitos: Rocha fanerítica fina a grossa composta basicamente por olivina Rochas plutônicas máficas/básicas – ultramáficas/ultrabásicas Peridotitos: Rocha fanerítica média a grossa. Composta por olivina e piroxênio Rochas plutônicas máficas/básicas – ultramáficas/ultrabásicas Anortosito: Rocha fanerítica média a grossa. Composta essencialmente por plagioclásio com pequena quantidade de piroxênio Rochas plutônicas máficas/básicas – ultramáficas/ultrabásicas Carbonatito: Rocha fanerítica composta essencialmente por calcita, dolomita e ankerita. Rochas plutônicas máficas/básicas – ultramáficas/ultrabásicas Rocha ígnea ultrabásica, potássica, rica em voláteis; Textura inequigranular resultante da presença de fenocristais em matriz fina; Fenocristais anédricos derivados do manto e ferromagnesianos, com olivina, flogopita, espinélio cromífero, granada magnesiana e diopsídio cromífero; Aspecto de um kimberlito no campo, University of Manitoba Características texturais do Kimberlito: fragmentos inequigranulares e angulosos são observados. University of British Columbia Kimberlitos Rochas vulcânicas máficas/básicas – ultramáficas/ultrabásicas Rochas vulcânicas máficas/básicas – ultramáficas/ultrabásicas Kimberlitos Lamproítos Atingem profundidades de 2km Não ultrapassam 500 metros Intrusão em formato de cone Intrusão em formato de taça de champagne Intrusões econômicas confinadas em crátons arqueanos Ocorrem nas margens dos crátons, junto aos cinturões móveis Presença de carbonato e serpentina primários Presença de leucita, anfibólio e sanidina Ricos em CO2 Pobres em CO2 Rochas vulcânicas máficas/básicas – ultramáficas/ultrabásicas Ofiolito: Conjunto litológico ou sequência típica de crosta oceânica, apresentando rochas máfico-ultramáficas serpentinizadas originadas nas zonas de riftes das cadeias meso- oceânicas em um edifício pluto-vulcânico-sedimentar. A sucessão típica de um Ofiolito inclui: 1- Unidade basal de peridotitos 2- Sequência de cumulados ultramáficos (peridotitos, piroxenitos) e máficos no topo (gabros); 3- Unidade de (diabásios); 4- Conjunto de vulcânicas basálticas, com frequente estrutura almofadada (pillow) derramadas no topo, contendo intercalações eventuais de formações ferríferas e cherts; 5- No topo, sedimentos pelágicos: cherts, calcários, vazas de radiolários etc... Rochas vulcânicas máficas/básicas – ultramáficas/ultrabásicas Komatiíto: Rocha afanítica, composta principalmente por olivina e piroxênio. Rocha de quimismo magnesiano típica das associações de greenstone belts arqueanos, de natureza extrusiva, formando derrames muito fluidos (magma de alta temperatura) com texturas muito típicas, notadamente a spinifex. Greenstone belt: Cinturão de rochas verdes representadas por xistos máficos e ultramáficos, intercalados com formação ferrífera bandada, chert e rochas vulcanoquímicas diversas, de baixo grau metamórfico, muito comuns em áreas arqueanas, representando em grande parte restos de crosta oceânica constituída por magmatismo, muitas vezes komatiítico ultramáfica máfica intermediária ácida Quando deslocados de seu lugar de origem, o magma pode mudar de composição devido à: Diminuição de temperatura e pressão, Assimilação de rochas da crosta. Sistema endomagmático = minérios são formados dentro da câmara magmática Volume→ depende da quantidade de magma Forma → acamadada ou lenticular (sedimentação dos minerais na câmara magmática), pipes (ex. kimberlitos), diques (cromita podiforme) Diferenciação magmática Diferenciação magmática é um importante mecanismo de geração de diferentes tipos de magmas e, consequentemente, rochas ígneas. Processo pelo qual um magma se separa em porções químicas e mineralogicamente diferentes, podendo cada uma delas evoluir independentemente, gerando rochas diferentes. Importante na diversificação de rochas ígneas e na geração de depósitos minerais magmáticos Diferenciação magmática Os tipos principais de diferenciação magmática são: 1) Fracionamento Cristal-líquido: ocorre quando cristais coexistentes com o líquido são separados do magma, deixando a fusão residual com composição diferente da original. Figura 3.6 Pagina 183 cristalização fracionada Diferenciação magmática 2) Imiscibilidade de líquidos: envolve a separação de um magma originalmente homogêneo em duas frações líquidas coexistentes. Em fusões silicatadas, o grau de imiscibilidade é muito pequeno, mas em fusões de composição silicato- carbonato e silicato-sulfeto a imiscibilidade líquida é mais extensa. Imiscibilidade de magmas silicatado x carbonatado. Coalescência de glóbulos de carbonatito (claro) em rocha carbonato- silicática (escuro) Diferenciação magmática Separação magmática: separação e deposição de cristais Características geológicas que definem o sistema o sistema mineralizador endomagmático: O corpo mineralizado está contido em um volume circunscrito de magma cristalizado O minério é o próprio magma → minerais cristalizados diretamente dele. Os cátions dos minerais de minério provêm, em sua maior parte, do próprio magma → óxidos=comuns; fosfatos e carbonatos=raros. Enxofre dos minérios sulfetados provém de fonte externa → assimilação ou contaminação fluido. Classificação: Influência de agentes externos Nível estrutural Sistema endógeno Sistema endógeno Aberto ou com influência Plutônico Vulcânico Plutônico Vulcânico Principais depósitos do sistema, em dimensões e valor Depósitos de cromita e os de magnetita → são acamadados e de grande extensão lateral A cromita relacionada a esses depósitos é do tipo metalúrgico, com baixo teor de Al2O3, com cristais milimétricos, geralmente euédricos e os depósitos têm grande tonelagem (~500 Mt). Além da cromita Bushveld apresenta também grandes depósitos de magnetita titanífera e vanadinífera. Pt e Pd são os platinóides associados a essa cromita. Exemplo: Bushveld (Africa do Sul) 520 km x 300 km Mineralização acamadada Cromita, magnetita vanadífera (camadas de 0,5 a 2 m) EGP (camadas de ~5 m) A arquitetura dos depósitos minerais Carbonatitos → corpos magmáticos de maior fertilidade Depósitos em Carbonatitos Magma composto em Ca, Mg, Fe, Na Rochas derivadas do manto que podem formar-se: (a) a partir de fusão direta do manto (b) por imiscibilidade de líquido (c) por cristalização fracionada Afloramcomo estruturas complexas, multifásicas Principais minerais minério: pirocloro (Nb), apatita (P e ETR), monazita e florencita (ETR), barita (Ba), anatásio, rutilo e brookita (Ti) ... Depósitos em carbonatitos e rocha alcalina Minério laterítico quase sempre é o principal minério lavrado nos complexos alcalino-carbonatíticos. O minério primário é a rocha inalterada, quando tiver teores elevados que viabilizem a lavra. FIGURA 2.48 PG. 79 Depósito com pirocloro, apatita e ETR tipo “Araxá” Kimberlitos e Lamproítos → ambientes intracontinentais estáveis → ultrabásicas alcalinas → depósito primário de diamantes Diamantes não cristalizaram em meio aos kimberlitos e lamproitos de onde são lavrados. Lineamentos que parecem controlar a localização de intrusões kimberlíticas e lampríticas no Brasil 125° Az 1 2 3 1)Coromandel 2) Três Ranchos 3) Paranatinga e Juína Controle do posicionamento geográfico-geológico das províncias carbonatiticas e kimberlíticas: 1) Organizam-se ao longo de estruturas rígidas profundas (falhas / fraturas). 2) Ocorrem em crátons. A arquitetura dos depósitos minerais Carbonatitos Ocorrem como parte de intrusões alcalinas-ultrabásicas Dimensões relativamente pequenas (ex. Tapira = ~6,7 km de diâmetro) Teor da rocha é em geral baixo → lavra-se o manto supergênico Kimberlitos e Lamproítos Co-genéticos a carbonatitos Formas cilíndricas, verticais Partes lavradas → diâmetro dezenas de metros / prof. até 1.500 m Mina de diamantes em Kimberley, África do Sul Depósitos de diamantes em kimberlitos e Lamproítos Kimberlitos Lamproítos Atingem profundidades de 2km Não ultrapassam 500 metros Intrusão em formato de cone Intrusão em formato de taça de champagne Intrusões econômicas confinadas em crátons arqueanos Ocorrem nas margens dos crátons, junto aos cinturões móveis Presença de carbonato e serpentina primários Presença de leucita, anfibólio e sanidina Ricos em CO2 Pobres em CO2 Sistema endógeno Sistema endógeno Aberto ou com influência Plutônico Vulcânico Plutônico Vulcânico Conjunção do magma original com as encaixantes Sulfetos de Ni-Cu plutônicos → plútons básicos e ultrabásicos → contaminação de S Cromita refratária, tipo podiforme → Região de dorsais meso- oceânicas → reação entre magmas basálticos e peridotitos → dimensões reduzidas Depósitos basais de Ni-Cu-EGP dependentes de uma fonte externa de enxofre Adaptam-se aos contatos da base das intrusões, quando o contato faz-se com rochas ricas em enxofre, como folhelhos piritosos, formações ferríferas bandadas fácies sulfeto, ou evaporitos. Têm idades que variam desde o Proterozóico até o Terciário. Os minérios podem ser maciços os disseminados, são sulfetados, compostos por pirrotita, pentlandita, calcopirita, cubanita, minerais com EGP, grafita... Ni-Cu sulfetado tipo “Duluth” Processo mineralizador: soma dos processos de segregação de uma fase sulfetada, diferenciação gravitacional e contaminação por uma fase fluida. Provavelmente a saturação do magma em sulfetos foi consequência da assimilação de componentes crustais. Ni-Cu sulfetado tipo “Duluth” Sulfetos de Ni-Cu plutônicos → lentes de sulfetos maciços e sulfetos disseminados → komatitítos duníticos Depósitos de Ni-Cu-EGP em komatiítos tipo Scotia, formados por contaminação e/ou assimilação de rochas e solos Encontrados na base de sequências komatiíticas (greenstone belt) Formam-se dentro de derrames espessos, com mais de 10 m de espessura. Os corpos mineralizados são alongados no sentido dos fluxos de lavas e mostram-se seccionados por falhas ativas durante a época de solidificação dos komatiítos. Ni-Cu em komatiítos tipo “Scotia” Situam-se em depressões, em paleosuperfícies, , dentro das quais os fluxos de lavas correram e estacionaram. Na região do vulcanismo sempre há rochas sulfetadas Os sulfetos são pirita, calcopirita, pirrotita e pentlandita. O processo genético que melhor explica a gênese desse tipo de depósito é a assimilação das rochas encaixantes e solos. Ni-Cu em komatiítos tipo “Scotia” Ni-Cu em komatiítos tipo “Scotia” Ambiente tectônico Os depósitos de Ni-Ci tipo Scotia associam-se a komatiítos. Essas lavas ultramagnesianas são típicas dos cinturões de rochas verdes (greenstone belts). Têm corpos mineralizados formados por sulfetos maciços e disseminados, precipitados dentro de depressões topográficas nas quais lavas komatiiticas se acumularam quando extrudiram. Têm formas lenticulares ou acanaladas, com espessuras de poucos metros e extensões laterais de até um quilômetro. Arquitetura dos depósitos Os corpos mineralizados têm formas irregulares, geralmente grosseiramente lenticulares, com espessura de dezenas de metros e extensões laterais muito variadas, que podem alcançar mais de um quilômetro. Podem também ocorrer disseminados ou na forma de veios de sulfeto maciço. Ni-Cu em komatiítos tipo “Scotia” Arquitetura dos depósitos Processo mineralizador do subsistema endógeno aberto Exemplos de depósitos brasileiros Exemplos de depósitos brasileiros endógenos plutônico e vulcânico Depósitos de Cromita “cromititos de Bushveld” Cromititos de Campo Formoso (Bahia) Disseminado 15% a 20% de Cr2O3 Fitado 20% a 30% de Cr2O3 Maciço 30% a 45% de Cr2O3 Cromititos de Ipueira e Medrado (Bahia) Cromititos de Pedras Petras (Bahia) Cromititos de Bacuri (Amapá) Depósitos de EGP (elementos do grupo da platina) Depósito de EGP de Niquelândia (Goiás) Complexos máfico-ultramáfico de Niquelândia, Barro Alto e Cana-Brava situam-se na parte norte-nordeste do estado de Goiás Sequência linear descontínua com 350 km de extensão Depósitos de EGP (elementos do grupo da platina) e cromititos Depósito de Luanga (PA) – sill máfico-ultramáfico metamorfizado e deformado. Depósitos de Ti-Fe-V Barro Vermelho (Custódia, Pernambuco) Campo Alegre de Lourdes (Bahia) Titanomagnetita e ilmenita 45% Fe, 21% TiO2, 0,71%V2O5 Depósitos em complexos alcalinos e carbonatíticos Kimberlitos e lamproítos: poucas dezenas de metros de diâmetro Complexos alcalinos: dimensões médias próximas ao quilômetro A grande maioria dos complexos mineralizados é de idade juro-cretácica. Depósitos minerais existem associados a rochas alcalinas de todas as idades, desde o Proterozóico. É muito provável que quando for feita a prospecção detalhada dos complexos mesoproterozóicos da região amazônica, muitos outros depósitos minerais serão descobertos Depósitos em carbonatitos e rocha alcalina Minério laterítico quase sempre é o principal minério lavrado nos complexos alcalino-carbonatíticos. O minério primário é a rocha inalterada, quando tiver teores elevados que viabilizem a lavra. FIGURA 2.48 PG. 79 Depósito com pirocloro, apatita e ETR tipo “Araxá” Exemplos brasileiros de depósito do sistema endógeno aberto Depósitos de cromita aluminosa – Cromitito Podiforme Cromínia, Morro Feio e Abadiânia (GO) Corpos alongados de serpentinito com 5 km de comprimento, que fazem contatos tectônicos com metassedimentos neoproterozóicos do Grupo Araxá. Esses serpentinitos contêm lentes e bolsões (podiformes) de cromita com 0,5 a 2 m de espessura e 3 a 6 m de comprimento dentro de harzburgitos ofiolíticos. Al2O3 – varia de 27 a 28% Cr2O3 – varia de 40 a 42% Exemplos brasileiros de depósito do sistema endógeno aberto Ni-Cu-Co (EGP) dependente de fonte externa tipo “Duluth” Americano do Brasil (GO) Intrusão com cerca de 7km de comprimento e 2,5 km de largura. Faz parte de um conjunto de cerca de 20 intrusões semelhantes, situadas em torno de Goiânia. Estão alojados em granito-gnaisses arqueanos e são considerados proterozóicos. O corpo mineralizado mais importante está em meio a piroxenito-melanorito. O minério variam de maciço (90% a 40% de sulfetos) a disseminado (10% a 40% de sulfetos) Exemplos brasileiros de depósito do sistema endógeno aberto Ni-Cu-Co (EGP) dependente de fonte externa tipo “Duluth” A mineralização consiste essencialmente de pirrotita, pentlandita e calcopirita. 4,98 Mt de minério com teores de : 0,62% de Ni 0,65% de Cu 0,04% de Co Exemplos brasileiros de depósito do sistema endógeno aberto Depósitos de Ni-Cu (EGP) em komatiítos, tipo “Scotia” Fortaleza de Minas – Mina O’Toole Descoberto em 1983, é o maior depósito de níquel sulfetado conhecido no país. Rochas komatiíticas intercaladas com rochas sedimentares químicas (formações ferríferas) Todas as rochas foram deformadas e recristalizadas em, ao menos, três eventos tectônitos, que geraram dobras e foliações de transposição. Exemplos brasileiros de depósito do sistema endógeno aberto Depósitos de Ni-Cu (EGP) em komatiítos, tipo “Scotia” Fortaleza de Minas – Mina O’Toole O corpo mineralizado está no flanco de um grande sinclinal. É tabular, subvertical, com cerca de 1.700 m de comprimento e 700 m de extensão em profundidade e espessuras de 2 a 11 m. Reservas: 6,6 Mt de minério com 2,2% de Ni, 0,4% de Cu, 0,05% de Co e 1,2 ppm de MGP+Au. A maior parte do minério foi remobilizada e reconcentrada pelos dobramentos e cisalhamento. Os minerais minério são predominantemente pirrotita, pentlandita e calcopirita