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Estudo geoquímico e isotópico dos processos metalogenéticos associados ao depósito de Pb-Zn (Cu-Ag) Santa Maria, região de Caçapava do Sul, Rio Grande do Sul
(Universidade Federal do Pará, 2018-05-11) PEREIRA, David Ramos; MACAMBIRA, Moacir José Buenano; http://lattes.cnpq.br/8489178778254136
Os depósitos Camaquã, de Cu (Au-Ag), e Santa Maria, de Pb-Zn (Cu-Ag), que constituem as Minas do Camaquã, correspondem aos maiores depósitos de metais base hospedados pelas sequências vulcano-sedimentares do Neoproterozoico da Bacia do Camaquã, situada no centro-sul do estado do Rio Grande do Sul. As rochas encaixantes desses depósitos compreendem arenitos e conglomerados das formações Seival e Rincão dos Mouras, pertencentes ao Grupo Santa Bárbara.O depósito Camaquã (minas São Luiz e Uruguai) é conhecido desde 1865, tendo suas atividades de lavra se desenvolvido principalmente entre os anos de 1950 e 1996. Corresponde essencialmente a sulfetos de Cu (calcopirita, bornita e calcocita), com Au e Ag como subprodutos mais importantes. As encaixantes são principalmente conglomerados grossos e o minério filoniano predomina relativamente ao disseminado. O depósito Santa Maria, localizado 3 km a SW do depósito Camaquã, foi descoberto em 1978e encontra-se em fase avançada de avaliação econômica,conduzida pela empresa Nexa Resources, ex-Votorantim Metais. É composto dominantemente por sulfetos de Pb-Zn (esfalerita e galena), e de forma subordinada por sulfetos de Cu (calcopirita, bornita e calcocita) e Ag nativa. As encaixantes são arenitos, conglomerados finos e andesitos, e o minério ocorre de forma disseminada ou em veios. Em virtude de sua importância, já foram alvo de diversos pesquisadores, com a consequente proposição de variados modelos metalogenéticos. O estudo petrográfico, geoquímico e isotópico do depósito Santa Maria permitiu classificá-lo como epitermal de sulfetação intermediária. A identificação de feições indicativas de boilingem uma zona mineralizada, de uma associação mineralógica com estado de sulfetação dominantemente intermediário, de alterações hidrotermais tipicamente epitermais, de uma razão Ag/Au elevada (> 100), assim como a presença do mineral raro betekhtinite, dão suporte a essa hipótese e indicam a possibilidade de existência de um depósito porfirítico em profundidade na região das Minas do Camaquã ou em suas proximidades. A presença da Formação Acampamento Velho na região das Minas do Camaquã foi identificada, de forma inédita, através da datação de um sillandesítico, com idade de cristalização de 565 ± 5 Ma (U-Pb em zircão LA-MC-ICP-MS). Essa formação é hospedeira do minério do depósito Santa Maria e os dados de isótopos de Pb sugerem uma associação entre ambos. Essa relação já foi apontada em estudos anteriores, quando então o minério foi associado a um magmatismo alcalino de 545 ± 5 Ma (Rb-Sr). Portanto, a mineralização parece ter se desenvolvido entre 565 e 545 Ma, aproximadamente, a partir de eventos magmáticos de afinidade alcalina. Os dados isotópicos de Pb sugerem ainda uma fonte dominantemente crustal e antiga do embasamento para o Pb, e possivelmente para os outros metais, com proveniência orogênica ou mista e idade modelo de 1066 Ma, o que significaque fluidos magmáticos-hidrotermais lixiviaram os metais das rochas percoladas. O processo de precipitação do minério parece estar relacionado tanto a reações químicas com as rochas encaixantes (tamponamento) quanto à manifestação localizada de boiling. Em ambos os casos, sua precipitação teria sido ocasionada a partir da neutralização de uma solução hidrotermal inicialmente ácida.O ambiente tectônico de formação das Minas do Camaquã -riftpós-colisional com magmatismo alcalino associado ¿assemelha-se ao de depósitos epitermais (de baixa e intermediária sulfetação) vinculados a rochas magmáticas alcalinas, também desenvolvidos em ambientes de extensão intensa e fora dos arcos vulcânicos convencionais. Também é possível admitir a hipótese de um depósito epitermal de sulfetação intermediária para o depósito Camaquã. A diferença nas associações mineralógicas observadas nesses depósitos, ambas com um estado de sulfetação dominantemente intermediário, é atribuída a diferentes graus de interação dos fluidos mineralizantes com as rochas encaixantes do minério, ocasionando uma leve variação em seu estado de sulfetação.
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Estudos geológicos, geoquímicos e microtermométricos da jazida de sulfetos de Cu-Zn do corpo 4-E/Pojuca, Serra dos Carajás.
(Universidade Federal do Pará, 1985-06-25) MEDEIROS FILHO, Francisco Augusto de; VILLAS, Raimundo Netuno Nobre; http://lattes.cnpq.br/1406458719432983
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A jazida de wolframita de Pedra Preta, granito Musa, Amazônia Ooriental (PA): estudo dos fluidos mineralizantes e isótopos estáveis de oxigênio em veios hidrotermais
(Universidade Federal do Pará, 1995-11-14) JAVIER RIOS, Francisco; VILLAS, Raimundo Netuno Nobre; http://lattes.cnpq.br/1406458719432983
A jazida de wolframita de Pedra Preta constitui a principal reserva de W da Amazônia Brasileira, estando localizada perto da borda oeste do granito Musa (1,88 a), na região de Rio Maria, ao sul da Província Mineral de Carajás. A mineralização de wolframita ocorre num campo filoneano que corta, em profundidade, a cúpola da fácies heterogranular do corpo granítico e rochas do Supergrupo Andorinhas, cujos metarenitos são de idade arqueana (2,9 Ga). Foram estudados quatro eventos hidrotermais relacionados à formação de veios hidrotermais precoces (VHP), tardios (VHT) e finais (VIU). O primeiro evento está representado pelos VHP, de origem metamorfica, anteriores ao posicionamento do pluton, e compostos basicamente de quarzto 1. Os fluidos neles estudados são aquo-carbônicos, em que o CH4 é o constituinte predominante da fase carbônica. Nos grãos de quartzo dos metarenitos foram estudadas inclusões fluidas (IF) formadas por H2O, CH4 (predominante) e CO2. O segundo evento, associado à intrusão do Granito Musa, envolveu fluidos aquosos pobres em flúor, que formaram, ao longo de juntas resultantes de fraturamento hidráulico, os primeiros estágios dos VHT, compostos de quartzo 3. Esses fluidos teriam sido de salinidade intermediária, essencialmente sem Ca++ e, provavelmente, sem fases carbônicas. Os valores de δ18O, entre 7,61 e 8,04‰, dos quartzos 2 (do granito) e 3 (dos VHT, do setor inferior da jazida) são muito próximos, indicando reequilibrio com fluídos dominantemente magmáticos. O próximo evento hidrotermal foi propiciado pela reabertura tectônica daquelas juntas, que serviram de zona de escape para fluidos aquo-carbônicos metamórficos formados por proporções variáveis de CH4, CO2 e H2O. A fase aquosa teria sido de baixa salinidade e nela esteve presente o ion Ca++. A pressão desses fluidos foi, talvez, maior de 2,5 Kb com fo2 na faixa de 10-38 a 10-37 bar, indicando condições redutoras. A seguir, o sistema foi submetido a um processo de oxidação que levou à precipitação da wolframita e hematita, a partir de soluções ácidas (pH 4,0-5,0), sob condições termais entre 300 e 400°C e pressões superiores a 2,5Kb. Os resultados isotópicos para o quartzo 3 do setor superior da jazida (mais afetado pelas soluções redutoras) mostraram valores de 8180 maiores (9,0 a 9,6‰) que os registrados no quartzo 2 e 3 do setor inferior, sugerindo processos ou intensidade de processos diferentes. É dessa fase hidrotermal o processo de metassomatismo de flúor, que foi de pouca expressão e marcado pela precipitação de topázio e, em seguida, de fluorita. Os fluidos encontrados nas IF desses minerais são também aguo-carbônicos, mas a fase carbônica está formada exclusivamente por CO2 e na fase aquosa estão presentes Ca++ e Na++, A fração molar do CO2 foi decrescendo paulatinamente, até tornar-se inferior a 0,1 na fluorita. Os valores da temperatura, com pouca variação desde a precipitação do quartzo 3, sofreram uma queda de l00°C quando da deposição da fluorita. Considera-se a possibilidade de o flúor provir de soluções originadas por um pulso magmático tardio, relativamente enriquecido neste volátil. Paralelamente à fluoração, desenvolveu-se um importante processo de sericitização que greisenizou moderadamente as paredes dos OIT originando rochas com quantidades variáveis de quartzo, sericita, topázio e fluorita Apesar de semelhantes, constatou-se, importantes diferenças entre os setores inferior e superior da jazida, a mais marcante sendo, sem dúvida, a abundante precipitação de wolframita no setor superior, comparada as ocasionais pontuações desse minério em maiores profundidades. Além do controle estrutural, a mineralização deve também ter sido controlada pelas mais freqüentes lentes de rochas metavulcânicas do Grupo Babaçu no setor superior, de onde as soluções aquo-carbônicas, transportando complexos de W, devem ter extraído o ferro necessário à precipitação da wolfrarnita. O último evento hidrotermal originou os VIU que formam uma rede de baixa densidade de vênulas, de espessura milimétrica compostas de quartzo 4, clorita, sulfetos, carbonatos e quartzo 5. Os fluidos foram inicialmente altamente salinos, com predominância de Na+ e Ca++ formados a pressões inferiores a 1,5Kb e temperaturas abaixo de 250°C, provavelmente a partir de águas concitas ou subterrâneas de grande profundidade. O processo de cloritização, que foi bem abrangente, ocorreu durante essa etapa junto com a sulfetação, a qual deu origem às vênulas de calcopirita e pirita encontradas em toda a jazida. O último estágio evolutivo dos VHF ocorreu a pressões superficiais (5 bares), com os fluidos apresentando características de águas meteóricas de baixas salinidades e temperaturas em torno de 100°C.
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Microquímica e mineralogia de processos do minério de cobre de Salobo, Carajás
(Universidade Federal do Pará, 2002-03-18) CHOQUE FERNANDEZ, Oscar Jesus; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302
O depósito de cobre do Salobo, localizado na região de Carajás, sudeste do Pará, é reconhecidamente uma das maiores reservas de cobre no país. Apesar de já terem sido desenvolvidos vários estudos mineralógicos sobre este minério, ele ainda desperta muitas controvérsias quanto à origem, dando lugar a diversas interpretações como: "minério de Cu e de óxido de Fe vulcanogênico", "sulfeto maciço vulcanogênico" e "óxidos de ferro (Cu-U-Au-ETR)". Quando comparado com outros exemplos conhecidos mundialmente, ele se apresenta como um exemplo raro de mineralização cupro-aurífera. O minério tem características particulares: mineralização disseminada, granulação fina e rocha mineralizada extremamente dura, que impõem sérias dificuldades à produção de concentrados de cobre. Por essa complexidade o minério é, metalurgicamente, difícil de ser tratado, razão pela qual é constantemente submetido a reavaliações geológicas e tecnológicas. A literatura disponível sobre o depósito de cobre do Salobo é expressiva, porém, trabalhos detalhados sobre microquímica e caracterização tecnológica na cominuição, inexistem ou são de extrema reserva da empresa Salobo Metais S.A. Esses foram os alvos deste trabalho. As análises microquímicas, usando microssonda eletrônica e MEV/SDE, em amostras de testemunhos de furos de sondagem e de pilhas de minério (galeria de pesquisa G3) do Salobo, permitiram identificar que a mineralização sulfetada do depósito de Salobo é constituída por bornita (4 %), calcocita (2 %) e calcopirita (0,5 %), além de proporções variáveis de molibdenita, cobaltita, saflorita, niquelina, siegenita, ouro, prata, grafita, ilmenita, hematita, Te-Ag, uraninita e minerais contendo terras-raras. Estes minerais ocorrem hospedados em dois conjuntos de formações ferríferas, as quais são formadas essencialmente de: a) magnetita e faialita maciça e eventualmente bandadas e, b) biotita e magnetita bandadas. Esses conjuntos (com magnetita 53 % e silicatos 40 %), contêm proporções variá,veis de granada, anfibólio, quartzo, plagioclásio e quantidades subordinadas de fluorita, bem como greenalita, minnesotaíta, stilpnomelana, apatita, monazita, allanita e, ocasionalmente siderita, goethita e malaquita. Pode-se observar uma íntima associação dos sulfetos com os termos rochosos/minérios mais ricos em magnetita. Os sulfetos de cobre ocorrem em cristais < 3,0 mm e grãos finos irregulares disseminados, finas bandas alternadas e/ou foliadas com os silicatos, vênulas e/ou stringers, diminutas inclusões, intercrescimentos mirmequíticos bornita/calcocita e bornita/calcopirita e, substituições bornita-calcocita e bornita-calcopirita. A formação dessas fases resultou de processos complexos e caracterizados por controles composicionais, principalmente pelo enriquecimento em Fe nessas fases. Soluções sólidas de bornita e calcopirita formadas a altas temperaturas deram lugar a esses excessos de ferro. As razões atômicas de Cu/Fe da bornita (4,3-4,9) e calcopirita (média de 0,9) a altas temperaturas permitiram a coexistência em equilíbrio de bornita-calcopirita e, portanto dos intercrescimentos de bomita/calcopirita . Os conteúdos de Fe (máximo 0,96 %) na calcocita podem ter sido incorporados a altas temperaturas, quando a estrutura estava altamente desordenada. Lamelas alongadas de calcopirita seguindo a orientação {111} da bornita, bem como os intercrescimentos bornita/calcocita e bornita/calcopirita sugerem que sejam produtos de exsolução. Se bem que essas fases se encontram associadas com vários minerais em diferentes paragêneses, as feições do minério têm sido drasticamente afetadas pelo metamorfismo, dificultando a reconstrução da sua evolução metamórfica mineral. A moagem produziu mudanças físicas no tamanho de grão do minério do Salobo e, segundo o tempo de residência, curto ou longo, do mineral no moinho, modificou a reologia da polpa. Isso estabeleceu tamanhos de corte a - 270 # (53 µm a 80 % em peso passante, moagem de 4 horas a seco e 2 horas a úmido) que se mostraram adequados à concentração do um minério de cobre. A moagem produziu diferentes frações volumétricas dos sulfetos de cobre nas partículas; assim, para tamanhos de corte < 53 µm as frações foram > 6 % volume, sendo de maior significado entre 26,9 e 7,5 µm (7 a 15 %). A modificação física mostra, ainda, maiores proporções de magnetita que silicatos, com clara incidência da densidade do óxido de ferro na classificação pela ciclonagem. Mineralogicamente, ocorrem os mesmos minerais identificados no ROM, porém com modificações químicas nos sulfetos de cobre. A magnetita é a principal fase dos produtos cominuídos, e a greenalita é de maior ocorrência entre os silicatos, junto com fluorita. As proporções químicas de S, Fe e Cu da bornita, calcocita e calcopirita diferem levemente do run-of-mine (ROM) e das estequiométricas, variando em função do tamanho de grão (maior variação química em tamanhos de grão de 26,9 a 7,5 µm que de 2360 a 37 µm). O ferro pode alcançar até 6,0% em peso na calcocita. As variações químicas em S, Cu e Fe deram lugar à formação dos sulfetos ternários bornita, caracterizada como "misturas complexas" ricas em ferro (Cu4,34-4,76Fe1,03-1,04S4,0) e calcopirita Cu0,93Fe1,08S2,0 rica em ferro (como uma extensão de solução sólida da calcopirita). A partir da oxidação de calcocita, com elevada incorporação de Fe na sua estrutura, formaram-se, também os sulfetos binários djurleíta e digenita Cu1,77-1,84Fe0,04-0,06S1,0. Esses sulfetos de cobre, ternários (Cu-Fe-S) e binários (Cu-S), podem ter sido formados no estágio inicial de oxidação, com alterações superficiais induzidas pela temperatura (25°C até elevadas temperaturas) e a cominuição. Esses sulfetos formados e controlados pelas relações de fase no sistema Cu-Fe-S, foram a resposta ao equilíbrio de fases. As variações na composição química dos sulfetos de cobre, com deficiências catiônicas em cobre, permitiram uma variação composicional lenta, menor que quando há um excesso de cobre catiônico ou Fe que permitiu uma variação composicional maior. Essas deficiências formaram superfícies oxidadas dos sulfetos de cobre, com diferentes produtos de oxidação M1-nS e nM(OH)2. As variações químicas mostraram ser dependentes do tamanho de grão, com oxidações menores em tamanhos > 53 µm e maiores oxidações em tamanhos < 53 µm, isto causado por uma combinação de área superficial e a fase calcocita mais passível de ser oxidada. O excesso do ferro, provindo de partículas coloidais altamente reativas pode ter sido gerado no material do moinho, na ação abrasiva das partículas e na provável oxidação de magnetita, produzindo uma variação no ambiente químico do moinho e dando lugar a processos de corrosão eletroquímica. O minério cominuído conserva as texturas lepidoblásticas dos silicatos biotita, faialita e greenalita e granoblásticas de magnetita (ou grãos de bornita, calcocita e calcopirita). Eles são dependentes da característica xistosa das formações ferríferas da jazida. Os grãos dos sulfetos de cobre, liberados e misturados com alta porcentagem de magnetita e silicatos, mostram-se intensamente fraturados e erodidos, em grupos de cristais de bornita e calcocita (assumindo contatos lineares com os agregados idiomórficos a hipidiomórficos de magnetita) e mostrando, ainda, preenchimento de cracks e/ou fraturas de greenalita, que dificultam a liberação mineral. As liberações de sulfetos de cobre aumentam gradativamente quando o tamanho de grão é mais fino (mais de 50 % em tamanhos de grão < 29,6 µm). Somente nas frações < 37 µm (campo de liberação acumulada CLA90), as partículas contendo sulfetos de cobre começam a migrar para graus mais elevados de liberação, mas essa tendência pode ser insuficiente para propósitos de concentração dos sulfetos, devido à maior presença de sulfetos ainda sem liberar da ganga. Além da forte recristalização metamórfica das formações ferríferas e dureza elevada; dos tamanhos de grão extremamente variáveis de 5 a 300 µm dos sulfetos e; da complexidade mineralógica (associações mineralógicas, disseminações, intercrescimentos complexos) do minério, as investigações microquímicas no ROM e nos produtos de cominuição, revelaram uma significativa variação composicional nos sulfetos de cobre. O ferro, presente no retículo mineral dos sulfetos, é o contaminante causador das modificações químicas (razões Cu/Fe) dos sulfetos, influindo na qualidade de concentrados de cobre no processamento mineral. Já está também bastante bem estabelecido que entre os sulfetos de cobre e outros componentes de polpas na moagem e flotação (água, espécies coletores ou modificantes) ocorre uma interação por mecanismos eletroquímicos produzindo espécies oxidadas, em que a composição química do mineral em questão é muito importante. A alternativa tecnológica adequada para tratar os concentrados de cobre, com base nos estudos mineralógicos e microquímicos no run-of-mine (ROM) e nos produtos de cominuição, parece ser a hidrometalúrgica, pois podem aproveitar-se a produção de grãos finos e usar a remoagem para a produção de grãos ultrafinos. Estes podem ser submetidos a processos de oxidação dos sulfetos a fim de promover a extração do cobre. Finalmente a extração do cobre metálico pode seguir o processo de extração solvente/ eletrorrecuperação (SX/EW).