Post on 10-Jan-2017
DEPÓSITOS DE
CONCENTRAÇÃO RESIDUAL
DEPÓSITO DE
ENRIQUECIMENTO
SUPERGÊNICO
Depósitos de
Concentração Residual
Os depósitos de concentração residual são
importantes em clima tropical úmido como o
Brasil.
Acumulação residual de uma ou mais
substâncias estáveis em condições superficiais.
Depósitos intempéricos: mantos de
intemperismo, ou regolitos.
Intemperismo
Intemperismo engloba todos os processos
de alteração de rochas e minerais na
superfície da Terra, que ocorrem em contato
com:
atmosfera,
hidrosfera e
biosfera.
Principais fatores:
Ambientais: Clima, relevo, vegetação, circulação de água, condições de Eh e pH, variações no nível do lençol freático
Temporais: tempo de atuação dos processos
Geológicos: composição e porosidade textura da rochas permeabilidade
situação tectônica (soerguimentos, estabilidade)
Intemperismo
Agente principal: ?
águas superficiais.
Estas são freqüentemente ácidas devido à:
• Oxidação de sulfetos (pirita) – H2SO4 (ac. sulfúrico).
• dissolução de CO2 da atmosfera, formando H2CO3 diluído;
• presença de ácidos húmicos (processos biológicos de degradação da M.O. nos solos);
Principais processos: ??
• Dissolução
• Oxidação
• Hidratação/hidrólise
• Carbonização
• Quelação
Intemperismo Químico
Ataque potente das rochas e minerais!
Mudança completa das propriedades
físicas e químicas.
Aumento no volume dos compostos
minerais secundários (formados durante o
intemperismo) quando comparados com
os minerais primários da rocha original.
Intemperismo químico
Sequência de minerais tamanho argila característicos dos diferentes
estágios de intenperismo
estágio Mineral
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Gipsum (halita)
Calcita (dolomita)
Olivina-hornblenda (diopsídeo)
Biotita (glaunita, clorita)
Albita (anortita, microclínio)
Quartzo
Ilita (muscovita, sericita)
Micas intermediárias
Montmorilonita
caulinita (haloisita)
Gibsita (boemita)
Hematita (goetita, limonita)
Anatásio (rutilo, ilmenita)
Aumento
estabilidade
• Resíduo
• Soluto
• Minerais secundários
Produtos do intemperismo químico:
?
Elementos “insolúveis “ em água, Al3+, Fe3+,
Ti e minerais.
ex. quartzo - é um resistato (pouco reagente
e dureza alta) areia.
- Zircão, óxidos de Ti, turmalina
- Au, Pt, cassiterita, columbita-tantalita,
cromita, berilo
- wolframita, scheelita, barita (friáveis)
Resíduo
São os elementos móveis em solução.
• Metais alcalinos (Na e K), ETR, Mg, Ca eSr são lixiviados,
• Vão parar nos oceanos, onde serãoprecipitados como calcários, dolomitos eevaporitos.
• 99% do material transportado em soluçãopelos rios: Na, Mg, Ca, K, Cl, SO4, HCO3,SiO2.
Soluto
• Argilominerais
• Oxi-hidróxidos de Fe-Al-Mn
• Minerais de minério secundários
• gossan
Minerais Secundários
Transformações mineralógicas no
intemperismoMinerais primários Produto (minerais secndários)
Máficos (ferro-magnesianos)
Olivinas, piroxênios, anfibólios
Argilo-minerais ricos em Fe e Mg,
ex. talco (Mg);
óxidos e hidróxidos de Fe,
ex. hematita, goethita
feldspatos Micas de Na e K (muscovita e sericita)
e argilominerais de K, Al
Ex. caulinita (Al) e ilita (K )
micas argilominerais de K, Al
Ex. caulinita (Al) e ilita (K )
quartzo Resistato, forma grãos de quartzo, areia
Argilas Partículas coloidais que são lixiviadas da
fonte ou permanecem in situ (depósitos
de argila residual).
Resíduo final de uma rocha intensamente
intemperisada:
Clima quente
e úmido,
baixa taxa de
erosão
• Quartzo (se abundante na rocha matriz)
• Caulinita (argilo-mineral de Al)
• Gibbsita (hidróxido de Al)
• Goethita /limonita
Rochas formadas por intemperismo nas condições acima
mencionadas: Lateritas de Fe, Al (bauxitas), Mn ou Ni
Concentração residual
• Campo para vários ambientes, incluindo solos, em termos de Eh – pH.
• Está dentro do campo de estabilidade da hematita.
Como é um Perfil de solo idealizado?
Perfil de solo idealizado
Atividade biológica
máxima
Eluviação
(remoção de material
em suspensão ou
dissolvido em água).
Iluviação
(Acumulação de mat.
por deposição ou ptção
de água de percolação)
intemperismo
incipiente
Material original
(rocha ou nconsolidado)R
A1
A0
C
B
A2
solum
Mobilidade dos óxidos no
intemperismo
Grupo Óxido Mobilidade
relativa
Sesquióxidos
Dióxido
Cr2O3
Al2O3
Fe2O3
TiO2
Baixa 1 - 100
Alcalinos e
alc. terrosos
SiO2
K2O
Na2O
CaO
MgO
Moderada 100 – 500
Alta
500 – 10.000
Principais depósitos de
concentração residual
Fe2O3, Al2O3, caulim, Ni,Mn, Au, Pt, Ti, P
Laterita (Fe)
Bauxita
Manganês residual
Garnierita (ou laterita de Ni)
Lateritas de Ferro
• O intemperismo laterítico sob rochas ricas em ferro pode produzir concentrações adicionais de ferro, devido a lixiviação de sílica.
• As ocorrências economicamente mais importantes de lateritas de ferro são:
• BIF
• rochas ferro-magnesianas
Lateritas de Ferro
• precipitação é alta e a altitude baixa.
• Principalmente nas regiões pré-
cambrianas do Brasil e Austrália, seguidas
por Índia, Canadá e USA.
lateritas, palavra
latina para “terra
de tijolos”, (brick
earth).
Em climas tropicais - ácidos húmicos abundantes e lixiviação efetiva. somente os óxidos insolúveis permanecem na superfície.
Três períodos principais:
Meso-Cenozóico (mapa) – dominio
final do Proterozóico ao final do
Cambriano; Russia, Deserto de Israel,
Grécia e Turquia, (metamorfizados),
Africa do Sul
2000 Ma;
Depósitos
cenozóicos
30º sul e
norte do
Equador
Depósitos
cenozóicos
30º sul e
norte do
Equador
Solo Perfil laterítico típico
canga
Extração de sílica
Hematita friável/mole
Goetita,
Caulinita,esmectita,
< 20% alterado
Texturas relictas
Rocha sã
• Lixiviação de SiO4.
• Ppt e altitude
R e g o
l i t o
saprolito
Zona
Plásmica (argila)
Arenosa (areia)
sap
rolit
o
saprorocha
Frente de pedoplasma
saprolito
pedolito Zona mosqueada
Crosta laterítica
Colúvio laterítico
Solo
grosso
fino
branco
Frente
cimentação
Zona mosqueada
• Desaparecimento das texturas e estruturas das rochas- mãe,
• Colapso do volume;
• Muitos vazios
• Branca (qzo e caulinia) manchada de vermelho (hematita-goetita);
• Rochas-mãe pobres em ferro
Pisólito• Al e Fe podem ser
transportados em solução em
condições de Eh e pH baixas.
• Por exemplo, o ferro é
solúvel como íon de Fe2+ ou
como complexos orgânicos,
sulfatos e hidróxidos em
águas ácidas redutoras.
Os produtos de oxidação
oxidos e hidróxidos de Fe e Al
são re-pptados assim que se
formam - altas cond. Eh e pH.
A evidências destes produtos
de oxidação serem solubilizados
em estado coloidal é a presença
de estruturas orbiculares
Concrecionais chamadas pisolitos.
Exemplos
• Perfil de lateritas em Cuba. A concentração de ferro é suficiente para formar a zona de concreção marginal.
• Perfil de lateritas de ferro com ouro.
• Serra da Rola Moça, sustentada por crosta laterita - duricrosta
Serra da Rola Moça, BH
canga
• Iron crust, duricrust,
ferricrete
• Horizonte tampão do
perfil laterítico completo
e autóctone.
• Pode ser dividida em
horizonte bauxítico
inferior e férrico no
superior.
Depósitos lateríticos brasileiros – perfis maturos.
a) Mina de ferro de N4 de Carajás;
b) Mina de ouro de Igarapé Bahia (exaurida em 2003), Carajás;
c) mina de cassiterita de Pitinga, AM;
d) exposição de bauxita no Pitinga;
e) Mina de Mn no Azul, Carajás;
f) Mina de Ni de Niquelândia, Go.
• Limonita - FeO(OH)
• limonita
BAUXITA
Bauxita
• óxidos de alumínio
hidratados:
• gibbsita [Al(OH)3],
• boehmita [AlO(OH)] e
• diásporo [AlO(OH)].
• Bauxita se origina a partir de todos os tipos de rocha com conteúdo de mais 15% de Al2O3
Pisólitos
Idade
Máximo:
fim do Mesozóico-início do Terciário,
2º pico: Mioceno-Plioceno (basaltos).
bauxitas mais velhas Neo Proterozóico
outro pico fim do Devoniano-Carbonífero.
Bauxita
Pisólitos
Classificação
Quanto à rocha encaixante:
• depósitos associados com terrenos kársticos e seqüências de rochas carbonáticas
Terra Rossa ou carst- 14% da produção.
Mediterrâneo e oeste da Índia.
• depósitos associados a outros tipos de rochas
Laterítica - 85% da produção
Classificação
Quanto ao ambiente tectônico:
As bauxitas podem ser divididas em:
• bauxitas de regiões altas;
• bauxitas de plataformas subsidentes;
• bauxitas de plataformas calcárias
Evolução
A bauxita é o produto de processos
pedogênicos formados sob condições
intempéricas:
• progressiva dessilificação da rocha
• concentração de alumínio no solo residual.
• regiões de clima tropical e equatorial.
Espessos pacotes de bauxitas
• Temperatura
• Taxas de precipitação elevadas,
• Vegetação abundante - ácidos húmicos
• Progressiva dessilicificação das rochas:
condições alcalinas liberação de bases em solução, durante a dissolução da rocha.
• Contrário, a concentração de íons de alumínio hidrolisados em solução e a sua remoção dos solos decresce drasticamente com o aumento do pH.
Espessos pacotes de bauxitas
A textura das rochas: porosidade e
permeabilidade.
Movimento das águas subterrâneas: lixiviação
progressiva dos elementos mais móveis e mais
imóveis.
Tempo necessário: apenas 10.000 anos.
Estabilidade tectônica: permite que os processos
de intemperismo químico predominem sobre os
físicos.
Espessos pacotes de bauxitas
latosolos,
Andosolos, cinza vulcânica
podsolos. r. ácidas (qzo)
Confinados a peneplanos antigos associados a
regiões quentes e úmidas.
Depósitos brasileiros
Depósito de Trombetas, Pará. A maior
mina de bauxita do mundo.
Boddington Bauxite Mine
• Depósito de
bauxita
Terra Rossa
+ 55% Al2O3
0-5% SiO2 +
Fe2O3
Preenche
depressões
kársticas
Origem da bauxita da Jamaica
Gibsita Al(OH)3
Boehmita AlO(OH)
Diásporo AlO(OH)
Folhelhos, conglomerados, calcário
Tufos, conglomerados
Andesito pórfiro
Calcário amarelo
Calcário branco com bauxita
Formações praias
• 5 m de Cinza vulcânica – bentonita
• Cinza para bauxita:
• Dessilicificação de vidro, plagioclásio, biotita, e máf.
• O calcário tem pouca contribuição química:
• Controle: Rápido e eficiente dreno que lixiviou a sílica e Fe3+.
Cinza vulcânica
Bauxita, Mio-Holo
Calcário impuro e bentonita Mio
Calcário puro Eo-Mio
r. Ígnea básica e interm. Terc-K
Manganês residual
Parênteses......
Depósitos sedimenta-
res de manganês
• soluções hidrotermais de baixa T,
• processos sedimentares:– ambientes marinhos profundos,
– ambientes marinhos rasos,
– ambientes lacustres.
• Comportamento químicos semelhante ao Fe.
• O Mn2+ é solúvel condições redutoras e de pH ácido.
• O Mn3+ precipita em condições oxidantes e mais alcalino.
• M. O. influencia a precipitação do manganês.
Ambiente geotectônico de
deposição
• Nódulos de manganês
Minerais de Mn
• Alabandita: MnS (Mn2+)
• Rodocrosita: MnCO3 (Mn2+)
• Rodonita: MnSiO3 (Mn2+)
• Manganosita MnO (Mn2+)
• Hausmanita: Mn3O4 (Mn2+ e Mn3+)
• Manganita: Mn2O3 (Mn3+)
• Pirolusita: MnO2 (Mn4+)
• Psilomelano: Ba (Mn+2,Mn+4)9 O182H2O
pH
Eh
Hausmanita
2 4 6 8 10
Pirolusita
0,8
0,6
0,4
0,2
00
-0,2
-0,4
rodocrositapirolusita
Estabilidade dos compostos de Mn no diagrama Ph – Eh.
Ambiente de formação
• Em relação ao Fe3+ o Mn3+ é mais móvel e
tende a precipitar em porções mais distais.
• É possível separar o Fe do Mn na água do mar
pelo aumento gradativo do Eh.
• Em profundidade, sob condições anóxicas, Si e
Fe ascendem em direção à plataforma
continental - BIF.
• Óxidos e carbonatos de Mn podem precipitar
depois, quando as soluções remanescentes
alcancem porções mais oxidadas da plataforma.
Ambiente de formação
• A deposição do manganês é dependente também da P CO2.
• Grandes depósitos de manganês também são favorecidos por transgressões marinhas que movimentam grandes quantidades de águas anóxicas em direção à plataforma.
• A maioria dos dados de campo indica uma transição entre fácies de BIF para carbonato de manganês, para óxido de manganês.
Água anóxica
Água oxigenada
Transgressão marinha
Ox Mn Cb Mn BIF
Margem passiva
Três tipos de depósitos de MnDepósitos vulcano-sedimentares
• depósitos associados a tufos e
materiais afinidade hidrotermal
submarina ou subaérea;
• depósitos associados as BIF de
origem exalativa distal subaquática.
Depósitos sedimentares terrígenos:
• minério em pântano (bog ore), lagunas ou fluvial;
• sedimentos continentais terrígenos em bacias.
Mn
Fecha Parênteses......
Lateritas de manganês
rochas ricas em manganês (na ordem de 30 %).
Os principais depósitos conhecidos associam-se as seguintes rochas fonte Pré-cambrianas:
rochas carbonatadas manganesíferas – queluzitos - com rodocrosita. Pedra Preta, Bahia.
rochas bandadas de alta T com óxidos de Mn;
gonditos, rochas metamorfisadas ricas em silicatos a Mn, como a espessartita (granada), rodonita (piroxenóide), tefroíta (olivina), braunita e piemontita. Barnabé, Bahia.
raramente, rochas com sufeto de Mn, alabandita e hauerita.
Depósitos muito importantes, de até 100 mt
com teores de até 40% Mn.
Estas lateritas se desenvolveram em:
Escudo do Brasil: Morro da Mina, Conselheiro Lafaiete, MG; Serra do Navio, Amapá; Azul, Carajás; Bahia; e escudo das Guianas;
Terciário Inferior da África: em rochas Pré-cambrianas de Volta Superior, Congo, Gabon, Ivory Coast, Ghana;
Escudo Pré-cambriano de Deccan; Índia.
Lateritas de manganês
Seixos de Mn
Crosta de Mn
Camada
Oxidada mole
z. preta
z. ocre
Camada trans.
Camada mista
de Seixos de Mn
Com qzo.Parte inferior
grandes Blocos (>30cm)
em Crosta de Mn
camada crosta de Mn dura
Saprolito com textura relicta
Rocha alterada
Evolução de um perfil laterítico de intemperismo
sobre gonditos e xistos ricos em manganês.
Ivory Cost, África.
• O intemperismo decomposição ao longo de zonas estrutural. ou mineralogic. fracas degradação minerais máficos.
• O saprolito desenvolve uma camada cinza-esverdeada com argilas.
• A tefroíta, manganocalcita e clorita se alteram para uma mistura de oxi-hidróxidos de Mn e caolinita, cobertos por uma zona superior oxidada mole de muitos metros.
• Em Conselheiro Lafaite, a seguinte sequência paragenética pode ser observada:
pirolusita
rodocrosita e manganita nsutita
piroxenóides groutitacriptomelano
Lateritas de manganês
• Conselheiro Lafaiete, MG
• Manganese mine near Reo, Flores island, Indonesia
• Pirolusita: MnO2
• Ramsdelita MnO2
• Psilomelano comp. incerta Criptomelano
• hausmanita Mn3O4
• groutita MnOOH
• Manganita MnOOH;
• Manganosita Mn(OH)2
• Nsutita
• Litioforita Mn0,7Mn5,3Al4,3O186.H2O
Minerais de minério
• Pirolusita – MnO2
• psilomelano
• Criptomelano - KMn8O16
• Ausmanita - Mn3O4
GARNIERITAS
Garnierita de (Ni e Co)
• Os depósitos de garnieritas forma-se sob
rochas ultramáficas e seus produtos de
alteração (serpentinização).
• elevado teor em elementos siderófilos Cr,
Ni, Co.
• sulfetos, espinélios, olivinas, piroxênios e
outros componentes máficos.
Garnierita de (Ni e Co)
• Garnierita é um nome genérico usado para
a serpentina niquelífera
[(Mg>>Fe,Ni)3Si2O5(OH)4].
• Saponita (montmorilonita niquelífera)
também é um importante mineral de
minério.
Garnierita
Mina de níquel Cerro Matoso
Próximo de Montelibano,
Monteria, Córdoba, Colombia.
Intemperismo de peridotitos. Perfil de alteração:
Crosta escura Fe-Mn, laterita pisolítica verm., laterita verm.,
Laterita amarela, saprolito, encaixante da garnierita,
Minério de Ni, encaixante sã.
Depósitos
• As áreas mineradas mais importantes, com grandes reservas de níquel, são:
• New Caledonia, Fiji;
• Cuba;
• África do Sul;
• Austrália;
• Grécia
• Filipinas.
Depósitos
• Todo o níquel produzido no Brasil, até a
abertura da Mina de Níquel de Fortaleza de
Minas (1998), era de depósitos de
garnieritas de:
• Niquelândia (Go) e
• Morro de Níquel (desativado).
• Hoje: Barro Alto, Niquelândia, e muitos
prospectos no Brasil.
Essa serpentina de níquel
ocorre nas bandas verde-
azuladas e tem densidade de
2,3 a 2,8.
O níquel é ferro magnético e quando usado
com Fe e Co forma ligas metálicas de grande
resistência.
Meteoritos tem de 5 a 20% de Fe-Ni.
Usado em aço inoxidável.
Super ligas, metais resistentes a corrosão e
usados em altas T.
• garnierita
- Serpentina (ou silicatos)
niqulíferas
(Mg>Fe,Ni)3Si2O5(OH)4
- Saponita- montmorilonita Ni
- Asbolano (massa
criptocristalina de Mn e Co.
- Ni enriquece no saprolito (sílica)
e
- Fe e Al na zona superior,
oxidada (pode ter Ni, mas em
menor quantidade-Filipinas).
Depóstios de garniteritas de Ni e Co
Bloco diagrama da topografia e
dinâmica da formação de lateritas,
New Caledonia, Austrália.
Perfil do depósito de Garnierita
Zona de
laterita
residual
1-20m
Z. Saprolito
com Ni
1-20m
Z. do
peridotito
fresco
Chapéu de Fe
Pisólitos de Fe
Limonita verm.
Limonite amar.
saprolito
Impregnaç. garn
+40% garnierita
minério
New Caledonian, Austrália
Fe2O3
Al2O3
Cr2O3
NiCo e Mn
Resumo - Garnieritas
O níquel se enriquece pouco em relação a
rocha original (2 a 6X) , pela remoção de Mg.
A zona saprolítica, além da concentração
residual, recebe Ni da zona oxidada superior.
O Co concentra, com o Mn, na laterita
ferruginosa de cobertura.
Os depósitos recentes têm a goetita como M. M.
Resumo - Garnieritas
os mais antigos têm os silicatos como M. M.
O processo de concentração do níquel deve ser
função do pH e da quantidade de sílica em
solução:
Os silicatos de Ni são estáveis em regiões com
pH básico (> 8).
Em ambientes mais ácidos e com pouca sílica, o
Ni entra em solução.