Aula08_09_PesquisaMineral_Sondagem_ProspeccaoAluvionar

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PESQUISA MINERAL I
Aula 8 e 9 – Sondagem e Prospecção Aluvionar
Universidade Estadual de Minas Gerias – UEMG
Engenharia de Minas
Maisa de Almeida Cota
Técnicas Exploratórias: Sondagem
Na Exploração Mineral, a etapa de sondagem é a que demanda os maiores investimentos na pesquisa.
A etapa de sondagem visa conhecer as relações estratigráficas das unidades geológicas perfuradas e a composição química dessas unidades.
Existem vários tipos de sondagem: Rotativa diamantada, Rotopercursiva, Trado; Air core; Percursiva.
Sondagem
A sondagem rotativa diamantada é o método mais utilizado para a obtenção de amostras geológicas em profundidade.
Essas amostras são conhecidas como testemunhos de sondagem.
As sondas rotativas são de vários portes, montadas sobre caminhões, esteiras, trailers com rodas, podendo ser confeccionadas com estrutura de alumínio para fácil transporte, manuseio e menor impacto ambiental.
Sondagem
Amostras da Sondagem
As amostras são obtidas desde a superfície até grandes profundidades e retratam fielmente as características físicas, químicas e geológicas das rochas atravessadas.
Métodos Operacionais de Sondagem
São empregados dois métodos operacionais, de acordo com as condições geológicas e estratigráficas encontradas:
Convencional e “Wire Line”
Método Convencional consiste na utilização de uma composição formada por coroa diamantada, calibrador ou luva, barrilete amostrador, hastes e demais acessórios. A cada coleta de amostra é necessária a retirada de todo o ferramental do interior do furo. É indicado para obter grandes volumes de material geológico, através de testemunhos de diâmetro variando de 92,80 mm (T-116) até 165,00 mm (ZW). 
Sondagem: Método Convencional 
Métodos Operacionais de Sondagem
Método “Wire Line”, após cada manobra de corte do testemunho, somente o tubo interno do barrilete é alçado à superfície, por meio de cabo de aço tracionado por guincho, passando por dentro das hastes de perfuração. Neste sistema, não há necessidade da retirada do hasteamento do interior do furo, exceto para a troca de coroa ou verificação da composição de perfuração. 
É uma sondagem altamente produtiva e segura, sendo indicada para execução furos profundos, podendo ser levada até extensões de 3.000 metros com testemunhagem contínua. 
Sondagem: Método “Wire Line” 
Métodos Operacionais de Sondagem
Sondagem Rotopercursiva ou RC consiste em circulação reversa que obtém amostras das rochas perfuradas de uma ferramenta especial (button bit ou broca tricônica). Para isto, utiliza ar comprimido como fluído circulante em hastes de paredes duplas.
 O ar injetado pelo espaço anelar entre haste e camisa interna carrega até a superfície os fragmentos de rocha (cuttings), onde os mesmos são recuperados em ciclone e as amostras obtidas em sacos plásticos. 
Sondagem: Método RC
Sondagem Rotopercursiva ou RC 
A utilização de martelo pneumático de fundo (DTH), com reversão de ar na face da broca com insertos de tungstênio, proporciona uma amostragem contínua e descontaminada, com elevados índices de recuperação. 
A descrição geológica das amostras é facilitada pelo tamanho dos fragmentos obtidos.
A sondagem rotopercursiva é aplicada na exploração mineral, no desenvolvimento de minas, na investigação geotécnica, na perfuração de poços e para controle ambiental.
Sondagem: Método RC
Métodos Operacionais de Sondagem
Sondagem a trado mecanizado é utilizada em materiais inconsolidados: 
Saprólitos (Rocha decomposta por intemperismo químico para um material argiloso, friável, amarelo a avermelhado, podendo conter quartzo e apresenta estruturas da rocha sã);
Alúvios (Sedimento clástico como areia, cascalho e/ou lama, depositado por um sistema fluvial no leito e nas margens da drenagem, incluindo as planícies de inundação);
Colúvios (Solo de vertentes, parcialmente alóctone de muito pequeno transporte, misturado com solos e fragmentos de rochas, geralmente, mal classificado e mal selecionado). 
Fonte: http://sigep.cprm.gov.br/glossario/ 
 Profundidades máximas de investigação: 20 metros;
 Amostras para análises químicas e descrição litológica.
Sondagem: Trado mecanizado
Sondagem Exploratória
Definição do modelo geológico e estimativa de recursos minerais: 
Sonda rotativa diamantada sobre esteira
Sondas rotativas diamantadas sobre pneus
Sondagem Exploratória
Identificação da mineralização e
Definição de recursos:
Malha espaçada: depende do estilo da mineralização;
Fechamento da malha: aplicação de dois métodos de sondagem;
Realização de furos gêmeos;
Detalhamento no local mais indicado para o início da lavra.
Exemplo de definição de Malha de Sondagem
Malha de Sondagem
Malha de Sondagem
&
Mapa Geológico
Perfil Litológico com Sondagem
Perfil Litológico com Sondagem
Galpão de Sondagem
Amostragem
É extremamente importante para o sucesso da descoberta de um novo depósito mineral. 
As amostras necessitam ser coletadas de modo a não acontecer nenhum tipo de contaminação, tanto na amostragem quanto na análise química. 
Para se iniciar uma campanha de amostragem todos os procedimentos relativos à identificação das amostras, definição do intervalo amostral, quantidade de amostras a serem coletadas por intervalo, programa de QA/QC, envio para o laboratório e custódia das polpas, chips e testemunhos, bem como alimentação do banco de dados já devem estar devidamente estabelecidos e treinados com a equipe de amostragem. 
Amostragem
O intervalo amostral de cada furo deverá ser definido em função do modelo de mineralização do depósito. 
O programa de QA/QC necessita ser estruturado de modo que as amostras dos furos sejam acompanhadas de amostras brancas, padrões, duplicatas de campo e duplicatas de polpas. 
O envio das amostras para o laboratório deverá ser realizado de forma segura, sem que as amostras sejam violadas no trajeto entre o projeto e o laboratório. 
Amostragem
Uma vez recebido os resultados, as polpas analisadas deverão ser guardadas, de preferência no mesmo local de custódia dos furos que deram origem às amostras analisadas. 
E por último, o banco de dados deverá ser alimentado em um programa específico para armazenamento e tratamento dos dados gerados no programa de amostragem.
Amostragem
Procedimento para amostragem definido no início do projeto.
Definição de um programa de QA/QC que deverá ser seguido desde o início da amostragem
Identificação da Sondagem no campo
Sondagem: 24 horas
Testemunhos
Sondagem, até quando sondar?
Revisão do Relatório de Pesquisa Mineral
1. INTRODUÇÃO	
2. LOCALIZAÇÃO E VIAS DE ACESSO	
3. ASPECTOS FISIOGRÁFICOS	
	3.1. Vegetação
	3.2. Relevo	
	3.3. Clima	
Relatório de Pesquisa Mineral
4. GEOLOGIA REGIONAL	
5. GEOLOGIA LOCAL	
	5.1. Unidades Litológicas 
6. TRABALHOS REALIZADOS	
	6.1. Levantamento Geofísico	
7. CONCLUSÕES E JUSTIFICATIVAS
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Novos tópicos para o Relatório Final
7. TRABALHOS PROGRAMADOS 
7.1. Mapeamento Geológico de Detalhe
7.2. Geoquímica
7.3. Sondagem	
7.4. Análises Químicas	
7.5. Tratamento dos Dados	
8. ORÇAMENTO E CRONOGRAMA DA PESQUISA
Sugestão
7.1. Mapeamento Geológico de Detalhe
	Nesta etapa pretende-se concentrar o mapeamento, em escala de detalhe 1:10.000, dentro do limite das zonas geofisicamente anômalas apresentadas anteriormente, bem como validar o mapeamento já realizado na área de pesquisa XXX. A previsão para este trabalho é de X meses. (TEM QUE SER COERENTE COM O CRONOGRAMA A SER APRESENTADO).
O foco será dado com vistas às associações litológicas favoráveis a ocorrência de YYYY (mineral-minério de interesse).
Sugestão
7.2. Geoquímica
	A implantação de malhas sistemáticas para amostragem de solo se faz necessária, de forma a complementar a avaliação das anomalias geofísicas. Neste momento, a programação inclui malhas de solo com espaçamento de ZZ m entre as linhas e ZZ m entre amostras, totalizando WWW metros de picada e a possívelgeração de QQ amostras (Figura XX e YY) em um período de X meses para a área. (TEM QUE SER COERENTE COM O CRONOGRAMA A SER APRESENTADO).
Figura xx: Malha Geoquímica Programada
Figura yy: Malha com as Amostras de Solo Programadas
Sugestão
7.3. Sondagem
	Através dos resultados obtidos nas fases anteriores, é previsto 2 campanhas de sondagem. A primeira fase, denominada de exploratória, tem a pretensão de testar as mineralizações definidas pela geoquímica, descrita anteriormente, procurando definir suas extensões e visualizar o potencial econômico. Enquanto, a segunda fase, de detalhamento, será destinada a avaliação dos corpos mineralizados, que porventura venham ser confirmados na primeira fase.
Sugestão
7.3. Sondagem
	Assim, a programação prevista nas fases 1 e 2 inclui XX metros de sondagem, com a coleta de YY amostras, que deverá ser cumprida em dois períodos de Z meses. 
Avaliar a realização de sondagem rotopercussiva ou por Trado Mecânico durante o decorrer da pesquisa, SE JULGAR NECESSÁRIO, CONFORME O MINERAL-MINÉRIO.
Sugestão
7.4. Análises Químicas 
	As amostras procedentes das campanhas de solo, assim como dos furos de sondagem, serão submetidas a análises químicas quantitativas para determinar, principalmente, os teores de ALGUM ELEMENTO. Definir o elemento ou elementos químicos a ser analisados.
	Os dados obtidos serão tratados estatisticamente e os resultados, posteriormente, plotados em mapas de detalhe. 
Sugestão
7.5. Tratamento dos Dados
	Todos os dados da pesquisa serão cadastrados em um banco de dados composto dos seguintes atributos: localização das amostras em coordenadas UTM, tamanho das amostras, código de identificação das amostras, litologias, bem como se elas pertencem a malhas geoquímicas ou furos de sonda.
 	O tratamento dos dados envolverá os seguintes parâmetros, tais como:
• manipulação de dados analíticos e geológicos para a montagem das seções verticais com trincheiras e furos com os resultados de analises;
•estabelecimento de um teor de corte na definição dos corpos geológicos, parâmetro este determinado pela equipe técnica;
Sugestão
7.5. Tratamento dos Dados
• modelagem geológica que deverá ser a chave para se fechar os limites dos corpos de minério e observar suas continuidades laterais e em profundidade;
•definição das densidades para os variados litotipos e corpos de minério.
	A partir destes dados será construído o modelo de blocos com dimensões e coordenadas definidas em relação aos eixos X, Y e Z, que tem o objetivo de criar uma unidade mínima de volume para estimação do recurso na área pesquisada. 
Sugestão
8. ORÇAMENTO E CRONOGRAMA DA PESQUISA
	A estimativa de gastos para os trabalhos de pesquisa estão listados a seguir:
	Atividade	Custos (R$)
	Mão de Obra (Inclui Encargos)	00.000,00
	Consultorias Diversas	00.000,00
	Geoquímica de Solo (Picadas e Coleta)	0,00
	Análises Químicas (Fire Assay)	0,00
	Sondagem Diamantada e a Trado	0,00
	Materiais / Despesas Diversas	000,00
	Veículos, Escritório, Transporte, dentre outros	000,00
	Total	00,00
Sugestão de Cronograma da Pesquisa
	ETAPA	TIPO DE TRABALHO	PRIMEIRO ANO												SEGUNDO ANO												TERCEIRO ANO											
			1o.			2o.			3o.			4o.			1o.			2o.			3o.			4o.			1o.			2o.			3o.			4o.		
			Trimestre			Trimestre			Trimestre			Trimestre			Trimestre			Trimestre			Trimestre			Trimestre			Trimestre			Trimestre			Trimestre			Trimestre		
		Planejamento - confecção de mapas	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
	Mapeamento	Mapeamento Geológico	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Integração de dados	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Planejamento estratégico para Etapa 2	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Amostragem de Solo	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Definição de Alvos	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
	Prospecção 	Abertura de poços e Trincheiras	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Primeira fase da Sondagem 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Análise das Amostras Coletadas	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Interpretação de Resultados	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Planejamento estratégico para a Etapa 3	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Abertura de Trincheiras e Amostragem 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Sondagem de Detalhe	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
	Avaliação dos alvos definidos	Análise Químicas e Testes Metalúrgicos	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Estimativa de Reservas	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
		Elaboração do Relatório Final	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 	 
Prospecção Aluvionar
É um tipo de técnica exploratória para a Pesquisa Mineral de minerais gemológicos como: Diamante, Crisoberilo, Topázio e outros.
Aluvião
Sedimento clástico (areia, cascalho e/ou lama) depositado por um sistema fluvial no leito e nas margens da drenagem, incluindo as planícies de inundação e as áreas deltaicas, com material mais fino extravasado dos canais nas cheias. 
Os depósitos aluviais são muito retrabalhados e mutáveis devido à erosão fluvial: depositados durante as secas ou nos locais de remansos quando cai a energia da corrente do rio, vão ser, em seguida, erodidos pela força da água da cheia ou pela mudança do curso do rio. 
Fonte: CPRM
Prospecção Aluvionar
É necessário compreender as ocorrências secundárias em sistemas fluviais devido as propriedades físicas e químicas dos minerais pesquisados.
O conhecimento da taxa de dispersão de cada mineral pode definir critérios para a sua pesquisa/prospecção aluvionar.
Prospecção Aluvionar
A aplicação dessa técnica, no entanto, é quase restrita a empresas que prospectam diamante, ouro, cassiterita e dentre outros minerais.
Pesquisas efetuadas durante as décadas de 1970-80 mostraram, também, a utilidade dessa técnica em estudos, com ênfase nos minerais pegmatíticos de Minas Gerais (Cassedanne & Baptista 1984). 
A prospecção no meio aluvionar de minerais pesados com interesse econômico tem se revelado um importante instrumento na descoberta de novos depósitos, onde, em geral, o manto intempérico é bastante espesso.
Minerais Pesados
Os de interesse econômico constituem fases acessórias em rochas ígneas, metamórficas e sedimentares. 
Sua ocorrência e dispersão nos sedimentos variam em função das condições de intemperismo da área-fonte e dinâmica de transporte. 
A identificação das espécies presentes em certo sedimento permite conhecer sua(s) fonte(s), bem como os seus estágios da evolução do registro sedimentar.
Zircão e rutilo apresentam as fases mais estáveis in situ, desconsiderando os fatores que agem no transporte aluvionar (Chaves et al., 2002).
Etapas da Pesquisa Aluvionar
I - Campo (antes faz análise de estudo de casos);
II - Laboratório onde se simula (no tumbler – tambor rotatório) o desgaste de determinados minerais gemológicos coletados na área fonte;
III - Análises química e cristalográfica através de microssonda eletrônica, absorção ótica, fluorescência de raio-X e microscópico eletrônico de varredura (MEV) para os minerais gemas estudados;
IV – Análise dos resultados para identificar de forma aproximada a(s) área(s) fonte(s) dos minerais.
Microssonda Eletrônica
	É um método de análise não destrutivo das amostras permitindo a visualização do mineral e a obtenção das análises químicas. Assim, relaciona a cor da amostra com sua composição química. 
UFMG
Microssonda Eletrônica
O método emprega um feixe fino de elétrons acelerados que, ao atingir a superfícieda amostra, excita os elementos nela presentes, resultando na emissão de raios-X característicos de cada elemento presente na amostra. 
A radiação é detectada e analisada por um espectrômetro em termos de comprimento de onda ou de energia, e permite a identificação e a quantificação dos elementos na amostra. 
Absorção Ótica
É uma técnica que permite medir a radiação absorvida ou transmitida por uma amostra e comparar com a quantidade de luz total que o detector capta quando nenhuma amostra está inserida dentro do aparelho, (Borges et al. 2005). 
As analises são de grande importância para obtenção da porcentagem de elementos cromóforos responsáveis pela mudança de coloração de uma mesma espécie mineral (água marinha azul e verde e topázio imperial amarelo e rosa). 
Fluorescência de raios X
É uma técnica analítica multielementar e não destrutiva usada para obter informações qualitativas e quantitativas da composição elementar das amostras.
Os fótons gama emitidos pela fonte são absorvidos pelos átomos da amostra através de efeito fotoelétrico, deixando esses átomos em estados excitados. O espectro de energia correspondente a estas transições é único para cada tipo de elemento, permitindo fazer a sua identificação (Nagata et al. 2001).
Microscópio Eletrônico de Varredura
O princípio de funcionamento do MEV consiste na emissão de feixes de elétrons por um filamento capilar de tungstênio (eletrodo negativo), mediante a aplicação de uma diferença de potencial que pode variar de 0,5 a 30 KV.
Microscópio Eletrônico de Varredura
	É um equipamento capaz de produzir imagens de alta ampliação (até 300.000 x) e resolução. As imagens produzidas pelo MEV possuem um caráter virtual, pois o que é visualizado no monitor do aparelho é a transcodificação da energia emitida pelos elétrons.