Aspectos termodinâmicos relacionados com a gênese e alteração de minerais de cobre em clima tropical úmido (região da Serra dos Carajás-PA

Os depósitos de cobre pertencentes à sequência vulcano-sedimentar (Salobo 3 A e Bahia) e o depósito de enriquecimento supergênico da Serra Verde são objetos de estudo deste trabalho, estando localizados na Província Mineral de Carajás (Município de Parauapebas, Estado do Pará). Para a caracterização químico-mineralógica, procedeu-se: (1) à difratometria de raios X; (2) à análise química (colorimetria e espectrofotometria de absorção atômica); e (3) o emprego do cálculo estequiométrico, fornecendo dados capazes de contribuir para o esclarecimento do comportamento geoquímico das espécies de cobre e dos minerais associados nos perfis de intemperismo. Para se examinar mais detalhadamente as alterações geoquímicas inferidas nos ambientes geológicos dos três depósitos (Salobo 3A, Bahia e Serra Verde), procedeu-se a um estudo teórico sobre parâmetros termodinâmicos, compilados na literatura e manipulou-se tais dados nos cálculos das energias livres de Gibbs e das constantes de equilíbrio das reações para os sistemas químicos considerados. Tal estudo envolveu as relações de equilíbrio entre os minerais biotita (Fe), clorita (Fe), montmorillonita (Fe), tremolita (actinolita), caulinita, geothita, pirita, calcopirita, bornita, brochantita, azurita, malaquita e pseudomalaquita, oriundos dos depósitos de cobre na região da Serra dos Carajás. Objetivou-se a elaboração de diagramas de estabilidade destes minerais. Procedeu-se, também, um breve estudo experimental, através da realização de medidas de Eh e pH, em laboratório, mediante dissolução do material amostrado em água destilada, com a finalidade de enquadrar tais dados em diagrama Eh-pH, existente na literatura científica, na tentativa de se obter informações sobre as características ácidas, básicas, oxidantes e redutores das espécies contidas nas amostras em estudo. O estudo termodinâmico teórico diz respeito à aplicabilidade dos cálculos relacionados com o produto da solubilidade e a energia livre de Gibbs. A composição final resultante do uso conjunto do trabalho experimental com a investigação teórica permitiu averiguar as estabilidades das espécies minerais detectadas, sendo possível confirmar as observações de campo. Para Serra Verde, os cálculos termodinâmicos demonstraram claramente que a estabilidade dos minerais supergênicos de cobre detectados crescem segundo a ordem malaquita-azurita-brochantita-pseudomalaquita. As reações sugeridas no trabalho revelam que tanto a bornita como a calcopirita sofreram alterações em meio oxidante (Eh positivo e algo elevado), produzindo os referidos minerais supergênicos. Para o Salobo tal estudo mostra a possibilidade de se determinar os campos de estabilidade dos silicatos primários e alterados, provenientes da rocha hospedeira do cobre, bem como os campos de estabilidade dos sulfetos de cobre e de ferro (bornita e calcopirita), possibilitando a formação da brochantita,, que ocorre localmente na área de estudo. Para a ocorrência do Bahia a determinação do campo de estabilidade foi feita do mesmo modo que para o Salobo, sendo a calcopirita aí encontrada em forma disseminada.