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DEPÓSITO DE MINERAIS Ronei Tiago Stein OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM > Citar os guias e controles prospectivos para depósitos de minerais industriais. > Reconhecer as diferenças entre os depósitos de ferro do Quadrilátero Fer- rífero e de Carajás. > Caracterizar a geologia, o minério e a gênese dos depósitos minerais no distrito zincífero de Morro Agudo. Introdução O Brasil é um país privilegiado em recursos naturais, e isso inclui os minerais. Alguns destes são abundantes, como é o caso, por exemplo, do minério de ferro, do manganês e da bauxita. Para que a exploração dos minerais possa ocorrer em território Nacional, é necessária a aprovação da Agência Nacional de Mineração (ANM). O minério de ferro, especificamente, está entre os cinco principais itens exportados pelo Brasil; por consequência, é o minério mais explorado no País. Nesse cenário, destacam-se os estados de Minas Gerais (Quadrilátero Ferrífero) e do Pará (serra de Carajás). Neste capítulo, você descobrirá quais são os principais minerais explorados pelo Brasil. Inicialmente, verá quais são os guias e controles utilizados visando localizar minério; ou seja, evidências que indicam que, em determinado local/ áreas, existem jazidas de relevância econômica. Depois, lerá sobre a importância do Quadrilátero Ferrífero e de Carajás na exploração de minério de ferro, e sobre as diferenças entre ambos. Por fim, você entenderá a importância do distrito zincífero de Morro Agudo, no que se refere aos tipos de minério e a sua gênese. Depósitos minerais brasileiros Guias e controles para depósitos de minerais industriais De acordo com a ANM (BRASIL, 2019), em 2017, 80% do valor total da produção mineral comercializada pelo País resultaram da venda de minerais metálicos. Destes, onze classes se destacam: alumínio, cobre, cromo, estanho, man- ganês, nióbio, níquel, ouro, vanádio, zinco e ferro. Acompanhe, na Figura 1, as principais regiões brasileiras de exploração mineral. Figura 1. Esquema mostrando o ciclo das rochas. Fonte: Instituto Brasileiro de Mineração (2012a, p. 6). Paragominas (PA) Alumínio Carajás (PA) Ferro, Ouro, Cobre, Níquel e Manganês Alagoas (AL) Cobre Pedra Azul/Salto da Divisa (MG) Grafita Governador Valadares (MG) Gemas Espírito Santo (ES) Rochas Ornamentais Quadrilátero Ferrífero (MG) Ferro, Ouro, Manganês e Bauxita Criciúma (SC) Carvão Castro (PR) Talco Araxá (MG) Nióbio Itaituba (PA) Ouro Urucum (MS) Manganês e Ferro Presidente Figueiredo (AM) Estanho Rondônia (RO) Estanho Goiás (GO) Cobre, Níquel e Ouro Bahia (BA) Bauxita, Ferro, Vanádio, Agregados, Níquel e Cromo Sergipe (SE) Sais de Potássio Cobre Ouro Alumínio Estanho Ferro-Manganês Grafita Caulim Níquel Carvão Agregados São Paulo (SP) Agregados Rio de Janeiro (RJ) Agregados Rio Grande do Sul (RS) Ametista e Agregados Conforme Ramos (2017), a mineração constitui uma modalidade antrópica de uso temporário do solo e inclui diferentes etapas: 1. prospecção e pesquisa mineral; 2. delineamento da jazida e planejamento da lavra; 3. produção e beneficiamento do minério; 4. recuperação ambiental. Depósitos minerais brasileiros2 A etapa da prospecção etapa busca/procura o bem mineral, visando definir áreas com indícios de ocorrência mineral. Para isso, utiliza guias e controles para localizar anomalias minerais. Dessa forma, a prospecção mineral engloba o controle prospectivo e o guia prospectivo: � Controle prospectivo: processo que condiciona a formação e a loca- lização do bem mineral. � Guia prospectivo: refere-se à “pista” que indica/sinaliza a probabilidade de ocorrência do bem mineral em determinado local/região. Guias e controles prospectivos se referem aos fatores e às pistas geológicas que indicam a possibilidade de ocorrência de determinado bem mineral em determinada área/local. Conforme mencionam Gandhi e Sarkar (2016), as mudanças nos parâmetros físico-químicos (temperatura, pressão, pH e concentração total de “ligantes”) normalmente resultam em deposição de minério. Adição de componentes por contaminação, separação de fases, resfriamento sobre um gradiente de temperatura, diminuição da pressão, mistura de fluido e reação com rochas hospedeiras são as mudanças que normalmente estão associados a tais processos. Os requisitos essenciais para a formação do depósito de minério e a concentração de elementos de minério são uma variedade de processos geológicos (ou ciclo geoquímico). Logo, a localização do minério deve-se à interação de vários fatores geológicos, sendo o resultado de diferentes con- troles que faz um minério ser viável ou não de ser explorado industrialmente. Para facilitar o entendimento, acompanhe, no Quadro 1, alguns exemplos de rochas exploradas economicamente e a diferença entre o guia e o controle prospectivo. Depósitos minerais brasileiros 3 Quadro 1. Exemplos de guia e controle prospectivo de minerais ferrosos, metálicos não ferrosos e industriais Tipo de depósito Processos Controle prospectivo Guia prospectivo BIFs* (magnetita, hematita) Deposição nas fases finais do vulcanismo subaquoso (BIF tipo Algoma) ou sedimentar subaquosos (BIF tipo Superior). Controle exalativo- vulcânico 1. Anomalias magnéticas. 2. Associação com filitos carbonosos e gonditos. 3. Camadas de topo da estratigrafia vulcânica básica (tipo Algoma). Zinco em rochas carbonáticas (tipo Mississippi Valley) Percolação de fluidos hidrotermais em plataformas carbonáticas Controle exalativo- -sedimentar. 1. Anomalias de Zn: solos e sedimentos de corrente. 2. Silicatos de Zn (calamina, willemita) no manto intempérico oxidado. Laterita de níquel Intemperismo químico de peridotitos em topografia plana e elevada em regimes climáticos tropicais e equatoriais (quente e úmido). Controle residual 1. Anomalias positivas de Ni, Co e Cr combinadas com anomalias negativas de MgO em relação ao peridotito inalterado (< 40% MgO). 2. Ocorrência abundante de limonita no topo do perfil intempérico. Veios auríferos Percolação de fluidos hidrotermais (H2O-CO2), sulfetados, de baixa salinidade e temperatura (< 350°C) e pH neutro Controle estrutural 1.Dilatâncias em shear zones (fraturas, charneiras, boudins, etc.). 2. Anomalias de As, Bi, Te, Se e S. 3. Anomalias elétricas. 4. Alteração hidrotermal: sulfetação, turmalinização e carbonatação. (Continua) Depósitos minerais brasileiros4 Tipo de depósito Processos Controle prospectivo Guia prospectivo Areia Acumulação clástica Controle sedimentar 1. Barras de pontal e de canal. 2. Paleo-terraços. 3. Rios meandrantes. Grafita Metamorfismo de filitos carbonosos sedimentares Controle metamórfico 1. Metamorfismo regional do fácies anfibolito. 2. Anomalias elétricas positivas. 3. Associação com BIFs, rochas carbonáticas e sedimentos pelíticos metamorfizados. * Formações ferríferas bandadas (do inglês banded iron formations). Fonte: Adaptado de Cox e Singer (1992) e Gandhi e Sarkar (2016). Dessa forma, pela prospecção, é possível descobrir os diferentes tipos de minerais que correspondem a determinado grupo de rochas. Logo, o reconhe- cimento de certos minerais detríticos pode levar à pesquisa de determinados grupos petrográficos bem definidos. Acompanhe, No Quadro 2, alguns exem- plos de minerais valiosos e minerais associados para algumas rochas ígneas. Quadro 2. Exemplos de controle litológico de bens minerais associados com rochas ígneas Rocha Minerais valiosos Minerais associados Granito Zircão, berito, monazita, xenotímio, ilmenita, rutilo Granada, magnetita, titanita, piroxênio, anfibólio, apatita Granito com pegmatito Casseterita, columbita- tantalita, topázio, berilo (torita, wolframita) Turmalina, espodumênio, petalita Granito com greisen Cassiterita Fluorita, topázio (Continua) (Continuação) Depósitos minerais brasileiros 5 Rocha Minerais valiosos Minerais associados Granito com skarn Scheelita, cassiteritaMagnetita, granada, wollastonita, vesuvianita, diopsídio, hedembergita, tremolita-actinolita, escapolita Granito associado a filões hidrotermais Ouro, cinábrio, wolframita, cassiterita Barita, siderita Sienito Rutilo, ilmenita, zircão, coríndon, monazita, columbita Magnetita, apatita, allanita, granada, eudialita, perowskita, titanita, piroxênio, anfibólio, fluorita Gabro-diabásio Limenita, leucoxênio, titanomagnetita Diopsídio-augita, hiperstênio, apatita, espinélio, anfibólios Rochas ultrabásicas (serpentinitos, dunitos, peridotitos, piroxenitos) Platina, osmirídio, ilmenita, titanomagnetita Cromoespinélio, magnetita, olivina, bronzita, diopsídio- -augita, granada Peridotitos Diamante, rutilo, ilmenita Piropo, cromodiopsídio, espinélio, cromopicotita, magnetita, piroxênio ortorrômbico, titanoaugita, flogopita Rocha ultrabásica-alcalina Pirocloro, apatita, ilmenita, titano-magnetita Magnetita, tântalo- -niobatos, annalita, forsterita, titanita, titanoaugita, flogopita, perowskita, anatásio, anfibólio Fonte: Adaptado de Pereira (2003). (Continuação) Depósitos minerais brasileiros6 Por exemplo, visando à exploração de saibro em um batólito granítico, uma equipe de geólogos necessita analisar os guias e controles prospectivos. Para isso, aplicaram diferentes técnicas prospectivas (petrografia, geoquímica e geofísica). Dessa forma, os profissionais concluíram que o guia prospectivo está relacionado a granitoides com alteração intempéricas, sendo que o controle prospectivo se refere ao clima, devido à alternância entre estações secas e chuvosas. Além disso, a topografia e o intemperismo químico auxi- liaram na formação. O granito é uma rocha muito utilizada para fins ornamentais e reves- timentos. Existem diferentes tipos de formações rochosas graníticas em território Nacional, sendo o estado do Espírito Santo um grande produtor e explorador. Para saber mais sobre o controle e guia prospectivo dessas rochas, digite “Atlas de rochas ornamentais do estado do Espírito Santo” em seu motor de busca preferido e tenha acesso a um atlas que apresenta informações sobre a variedade de rochas ornamentais encontradas no referido estado. Diferenças entre depósitos de ferro do Quadrilátero Ferrífero e de Carajás O conhecimento minucioso da geologia de determina região constitui a base fundamental para as descobertas de rochas e minerais úteis, fornecendo in- formações sobre os que têm maior profundidade. Os terrenos mais antigos da crosta terrestre são referidos como pré-cambrianos. No Brasil, estes cobrem uma área de cerca de 5 milhões de km², locais referidos como Embasamento Cristalino, ou, simplesmente, Embasamento (ABREU, 1973). Estão associadas a esse embasamento importantes jazidas minerais, como é o caso das grandes jazidas de ferro de Minas Gerais (Quadrilátero Ferrífero) e do Pará (Serra do Carajás). Além disso, temos as jazidas de manganês de Minas Gerais, Amapá, Mato Grosso e Bahia. As jazidas de ouro também estão associadas ao emba- samento, como da região de Morro Velho, em Minas Gerais. Depósitos minerais brasileiros 7 Os maiores depósitos de ferro do mundo encontram-se no Brasil, na Aus- trália, no Canadá, na África do Sul e na Rússia. Porém, a Austrália e o Brasil dominam o mercado internacional, cada um apresentando cerca de um terço das exportações (CAXISTO; DIAS, [201-?a]). O Brasil possui cerca de 13% das reservas mundiais de minério de ferro, sendo que as formações ferríferas são compostas, principalmente, de hematita (Fe2O3) e quartzo. Entre os maiores mineradores de minério de ferro, Melfi et al. (2016) mencionam os seguintes. � Minas Gerais: explorado no Quadrilátero Ferrífero, região Centro-Sul do estado. � Pará: explorado na Serra dos Carajás, localizada no Sudeste do estado. � Mato Grosso do Sul: explorado na região de Corumbá (Urucum). As formações ferríferas de Carajás e do Quadrilátero Ferrífero pos- suem teores médios de até 68% de Fe, os mais altos existentes em todo o planeta (a média global é de 51,6% de Fe), conforme Melfi et al. (2016). O Quadrilátero Ferrífero tem, aproximadamente, 7.000 km² de área e está localizado na porção Centro-Sudeste do estado de Minas Gerais. Engloba os municípios de Belo Horizonte, Mariana, Santa Bárbara, Congonhas, Nova Lima, Ouro Preto, Brumadinho, etc. A exploração do Quadrilátero Ferrífero é responsável por aproximadamente 80% da produção nacional de minério de ferro, sendo que cerca de 70% de todo minério extraído acaba sendo exportado pelo Brasil (AZEVEDO et al., 2012). Por sua vez, na Serra dos Carajás, as atividades mineradoras iniciaram em 1986, com uma produção em torno de 15 Mt (MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA, 2009). Já em 2007, a produção foi de 92,0 Mt. Apenas um ano mais tarde, em 2008, a produção foi de 100,0 milhões de toneladas. Acompanhe, no Quadro 3, algumas das principais características e dife- renças do minério de ferro encontrado no Quadrilátero Ferrífero e na Serra de Carajás. Depósitos minerais brasileiros8 Quadro 3. Diferença entre o minério de ferro encontrado no Quadrilátero Ferrífero e Serra de Carajás Características Quadrilátero Ferrífero Serra de Carajás Formação Metamorfismos polifásicos Rochas plutônicas, formadas a partir da solidificação do magma no interior da crosta. Idade Paleoproterozoico Arqueano Localização Centro-Sul do estado de Minas Gerais Sudeste do estado do Pará Tamanho 7 mil km² Cerca de 1 milhão de km² Quantidade de minério de ferro Não existe um consenso sobre a quantidade de minério de ferro existente. Estimam-se 3,4 bilhões de toneladas. Minerais de minério Hematita e goetita Hematita, magnetita e goetita Porcentagem de metal contido (%) Constituído, principalmente, de itabirito. Apresenta uma média de 69,5% de ferro contido, mas o teor varia de 45% a 68% devido à presença de ganga (impurezas). Contém cerca de 72,4% de ferro, sendo que o seu teor real varia de 50% a 70%. Início da exploração No ciclo do ouro, que ocorreu nos séculos XVII e XVIII. Década de 1980, por volta do ano de 1986. Importância produtiva anual 60% da produção nacional do minério de ferro, o que equivale a cerca de 180 milhões de toneladas anuais. 18% da produção nacional de minério de ferro, o que equivale a cerca de 54 milhões de toneladas anuais. Outros depósitos minerais encontrados/ explorados Manganês e ouro Manganês, zinco, níquel, cobre, ouro, prata, bauxita, cromo, estanho, tungstênio e urânio Fonte: Adaptado de Abreu (1973), Oliveira (2013), Instituto Brasileiro de Mineração (2012a), Ramos (2017) e Dias et al. (2015). Depósitos minerais brasileiros 9 Devido à grande exploração de minério de ferro no Quadrilátero Ferrífero, o estado de Minas Gerais acabou sendo palco de duas tragédias. A primeira tragédia ocorreu na cidade de Mariana, no dia 5 de novembro de 2015, no distrito de Bento Rodrigues. O rompimento da barragem do Fundão liberou 43,7 milhões de m³ de lama de rejeito da extração de minério de ferro, resultando na morte de 19 pessoas e provocando enormes impactos ambientais. A segunda tragédia ocorreu no dia 25 de janeiro de 2019, na cidade de Bruma- dinho, liberando 12 milhões de m³ de rejeitos após o rompimento da Barragem da Mina Córrego do Feijão. Esse é considerado o maior acidente de trabalho do Brasil e um dos maiores acidentes ambientais da mineração (perdendo apenas para o acidente em Mariana). Resultou na morte de 259 pessoas, além de deixar 11 desaparecidos. Geologia, minério e gênese dos depósitos minerais no Distrito Zincífero, no Morro Agudo O zinco é um elemento muito importante para a vida na Terra. Entre seus prin- cipais usos, podemos citar a galvanização do aço ou ferro (protegendo esses metais contra a corrosão) e a utilizado na fabricação de ligas metálicas (CALLIS- TER, 2014). Na Figura 2, são apresentados alguns dos principais uso do zinco. Figura 2. Consumo setorial do zinco no mundo.Fonte: Instituto Brasileiro de Mineração (2012b, documento on-line). Química e óxidos 6% Trefilados 6% Galvanização 50% Outros 4% Bronze e latão 17% Ligas de zinco 17% Depósitos minerais brasileiros10 Entre os metais, o zinco é o quarto elemento mais extraído no mundo, perdendo apenas para o ferro, o alumínio e o cobre (CALLISTER, 2014). O Brasil, apesar da alta produção (284,4 mil toneladas em 2011), é considerado o 12º maior produtor mundial de minério de zinco (INSTITUTO BRASILEIRO DE MINERAÇÃO, 2012b). No Brasil, o maior distrito zincífero se situa no Noroeste do estado de Minas Gerais, onde os depósitos de zinco estão hospedados em rochas dolomíticas, do Grupo Vazante, incluindo os municípios de Vazante (Mina de Vazante, Cercado e Extremo Norte) e Paracatu (Mina de Morro Agudo e depósitos de Ambrósia e Fagundes), conforme Baia (2013). Acompanhe, na Figura 3, a localização dos principais depósitos de zinco do Brasil. Figura 3. Localização dos principais depósitos de zinco do Brasil. 1: Santa Maria/Camaquã; 2: Canoas; 3: Vazante; 4: Morro Agudo; 5: Salobro; 6: Boquira; 7: Nova Redenção; 8: Irecê; 9: Palmeirópolis; 10: Aripuanã; 11: Pojuca. Fonte: Misi (2016, p. 161). 1 2 3 4 5 6 78 9 11 10 Mina em produção Mina fechada Depósito dimensionado Depósitos minerais brasileiros 11 Logo, conforme Miso (2016), os únicos depósitos zincíferos atualmente em produção no Brasil são as minas de Vazante e Morro Agudo, ambas localizados no Noroeste de Minas Gerais. Conforme Monteiro (1997, p. 5): A Mina de Vazante faz parte do Distrito Zincífero de Vazante, o maior conhecido no Brasil. O principal minério explorado é o willemítico, que é constituído por uma associação mineral muito incomum nos depósitos de metais base, composta por willemita, quartzo, dolomita, hematita, franklinita e zincita. Segundo Oliveira (2013), a reserva total do depósito de Vazante, conside- rando o minério primário willemítico e o minério supergênico, é de 60 milhões de toneladas, e o zinco possui uma porcentagem em torno de 20%. Logo, a mina de Vazante pode ser classificada como um depósito de zinco de classe mundial, ultrapassando, inclusive, 10 milhões de toneladas de zinco contido. Oliveira (2013) e Dias et al. (2015) sugerem que a formação do minério silicatado de zinco pode estar relacionado à presença de fácies de supra- maré do tipo sabkha, encontrada apenas na área do distrito. As condições oxidantes e o pH neutro associado a essas litofácies teriam sido propícias para a precipitação da willemita no lugar da esfalerita. Evidências estruturais, petrográficas e isotópicas indicam que os episódios de deformação e de mineralização willemítica são sincrônicos ao desenvol- vimento da Zona de Cisalhamento de Vazante de idade brasiliana. Segundo Neves (2011), o Morro Agudo se situa a cerca de 45 km de Paracatu, cidade do Noroeste do estado de Minas Gerais, sendo considerado um dos maiores produtores de chumbo e zinco do Brasil. O Distrito Zincífero se localiza no Noroeste de Minas Gerais, abran- gendo os depósitos de Morro Agudo, Vazante, Ambrósia, Fagundes e Bonsucesso. Os minerais mais comuns de zinco são o sulfeto de zinco esfalerita (ZnS) e a willemita (Zn2SiO4). Quanto à geologia das minas zincíferas, Dardenne e Botelho (2014) des- crevem que tanto Vazante como Morro Agudo se encontram distribuídas em uma faixa de rochas metassedimentares de baixo grau metamórfico, agrupadas sob a denominação litoestratigráfica de Grupo Vazante. Valeriano et al. ([201-?b]) descrevem que esse processo se desenvolveu por meio de seguidas colisões, as quais ocorreram há mais de 640–600 milhões de anos. Depósitos minerais brasileiros12 Logo, a estruturação tectônica das minas de Vazante e Morro Agudo é caracterizada por: [...] um amplo sistema de dobras e cavalgamentos transportados tectonicamente para leste, em direção ao antepaís, representado pelo Cráton do São Francisco. Este bloco continental antigo consiste de um embasamento Arqueano-Paleoproterozoico compreendendo variadas associações granito-greenstone e faixas granulíticas arqueanas, sequências metavulcanossedimentares de rift continental e intra- cratônicas, e complexos acrescionários e arcos magmáticos paleoproterozoicos (VALERIANO et al., [201-?b], documento on-line). Existem diferentes formações litoestratigráficas no Grupo Vazante, que constituem alternância de rochas clásticas finas (ardósias, metapelitos car- bonosos) e de rochas carbonáticas (calcários, margas e dolomitos). A Figura 4 apresenta a coluna litoestratigráfica simplificada do Grupo Vazante. Figura 4. Coluna litoestratigráfica simplificada do Grupo Vazante. Fonte: Valeriano et al. ([201-?b], documento on-line). Depósitos minerais brasileiros 13 De acordo Dardenne e Schobbenhaus (2000) e Dardenne e Botelho (2014), o Grupo Vazante forma uma província metalogenética constituída por dois distritos minerais: � Distrito Zincífero de Vazante: o minério é o silicatado, representado pelo mineral-minério primário denominado willemita e seus produtos secundários de alteração supérgena (calamina), com teores de zinco variando entre 16% e 39%. Esses depósitos ocorrem ao longo de zonas de falha (Falha de Vazante) com pervasiva brechação de rochas, via de regra dolomíticas, geralmente apresentando enriquecimento em hematita e willemita. � Distrito Plumbo-Zincífero de Paracatu: os minérios são sulfetados, representados pela esfalerita, com teores de zinco entre 5,0% e 5,2%. A associação com a galena apresenta minérios com teores de chumbo superiores a 1%. Esse distrito é formado pela Mina de Morro Agudo. Em relação aos minérios presentes na Mina de Morro Agudo, o RMMG (VALERIANO et al. [201-?], documento on-line) descreve: Os principais corpos de minério são encaixados nos dolomitos e dolarenitos da Formação Morro do Calcário. Essa mineralização é formada por corpos estratiformes, sendo o minério geralmente composto por esfalerita e galena disseminadas, além de corpos de sulfeto maciço compostos de galena, esfalerita e pirita. Segundo Dias et al. (2015), atualmente os depósitos de zinco sulfetado correspondem a 85% da produção mundial. Porém, a evolução de novos processos para tratamento de zinco não sulfetado, atrelado a baixos custos de beneficiamento, tem voltado o interesse mundial a essa classe de depó- sitos de zinco silicatado, tornando o Distrito Zíncífero de Vazante uma grande jazida a ser explorada. Referências ABREU, S. F. Recursos minerais do Brasil. 2. ed. São Paulo: Blucher, 1973. AZEVEDO, U. R. et al. Geoparque quadrilátero ferrífero (MG): proposta. In: SCHOBBE- NHAUS, C.; SILVA, C. R. da (org.). Geoparques do Brasil: propostas. 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