De acordo com Dorr II (1969), a denominação Quadrilátero Ferrífero foi proposta por Gonzaga de Campos devido aos vários depósitos de minério de ferro que ocorrem nos sinclinais e anticlinais arranjados de forma grosseiramente subquadrangular interligando as cidades de Itabira, Rio Piracicaba, Mariana, Congonhas do Campo, Casa Branca e Itaúna. Essa província metalogenética é reconhecida desde o século XVIII, primeiramente com a exploração aurífera como expoente econômico da Capitania de Minas Gerais, e atualmente destaca-se pela extração de ferro em depósitos de classe mundial.
O Quadrilátero Ferrífero é um dos principais distritos de minério de ferro do mundo, sendo localizado no sudeste do Brasil, em Minas Gerais. Essa área contribuiu com 68,8% da produção de minério de ferro brasileiro (DNPM 2013). Estudos de Amorim & Alkmim (2011) destacaram quatro tipos principais de minério de ferro na região do QFe: hematita macia (soft hematite), hematita dura (hard hematite), itabirito friável e a canga (cobertura rica em ferro).
O QFe (Figura 2.1) é constituído por cinco grandes unidades litoestratigráficas: embasamento cristalino arqueano, Supergrupo Rio das Velhas, Supergrupo Minas, Grupo Itacolomi e intrusões máficas (Amorim & Alkmim 2011).
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Figura 2. 1: Mapa litológico do Quadrilátero Ferrífero
,
modificado de Amorim & Alkmim (2011).De acordo com Machado et al. (1992), o embasamento cristalino é composto por antigos complexos de gnaisse e por diferentes gerações de granitoides. O Supergrupo Rio das Velhas é constituído por rochas do tipo Greenstone Belt (basaltos e komatiítos), lava riolítica e intercalações de rochas sedimentares (Dorr II 1969). Esse Supergrupo foi dividido em dois grupos: a parte inferior denominada de Grupo Nova Lima e a parte superior de Grupo Maquiné.
Segundo Ladeira (1980), o Grupo Nova Lima pode ser dividido em três partes, da base para o topo tem-se: i) unidade metavulcânica: composta por rochas ultramáficas, metabasaltos, metatufos, komatiítos, serpentinitos, esteatitos e FFB’s do tipo Algoma; ii) unidade metassedimentar química: constituída por xistos carbonáticos, FFB’s e filitos grafitosos e iii) unidade metassedimentar clástica que é formada por: quartzo xistos, quartzitos imaturos e metaconglomerados.
O Grupo Maquiné foi dividido em duas formações: uma inferior, a Formação Palmital que é composta por quartzitos sericíticos, filitos e filitos quartzosos e uma superior, a Formação Casa Forte que é constituída por quartzitos sericíticos, cloríticos e filitos (Gair 1962).
De acordo com Dorr II (1969), o Supergrupo Minas (chamado por ele na época de Série Minas) incluía quatro grupos: Tamanduá, Caraça, Itabira e Piracicaba. Diversos autores acrescentam o Grupo Sabará, conforme é ilustrado na coluna estratigráfica (Figura 2.2). O Grupo Sabará, recobre
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discordantemente as unidades mencionadas anteriormente, sendo composto por uma sequência de até 3,5 Km de espessura de metapelitos, diamictitos, conglomerados e arenitos líticos (Alkmim & Noce 2006).
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2.2- SUPERGRUPO MINAS
O Grupo Tamanduá, base do Supergrupo Minas, foi dividido nas unidades: Cambotas (inferior) que é constituída por quartzitos, xistos e filitos e numa unidade superior sem denominação que apresenta filitos, quartzitos, xistos e FFB’s (Simmons & Maxwell 1961 in Dorr II 1969).
De acordo com Rosière & Chemale Jr. (2001) a estratigrafia do Supergrupo Minas pode ser dividida em duas megasequências principais: uma sequência entre fluvial deltaica e marinha plataformal, que inclui os grupos: Caraça, Itabira e Piracicaba e depósitos marinhos imaturos do Grupo Sabará.
De acordo com Dorr II et al. (1957), o Grupo Caraça compreende duas formações: a Formação Moeda e a Formação Batatal. A Formação Moeda é composta por quartzitos finos a grosseiros, filitos quartzosos e, também, por quartzitos sericíticos, da base para o topo, respectivamente. A Formação Batatal é constituída por filitos sericíticos e carbonosos. Renger et al. (1994), propõe para o limite superior do Grupo Caraça o aparecimento de filitos carbonáticos, interpretando os mesmos como o início da sedimentação química, representando, consequentemente, uma mudança nas condições de sedimentação da bacia, de modo a permitir a deposição da seção inferior do Grupo Itabira, onde estão hospedadas as amostras de minério de ferro para confecção desse trabalho.
O Grupo Piracicaba sobrepõe o Grupo Itabira. Esse grupo foi dividido, de acordo com Dorr II
et al. (1957), em cinco formações, de maneira ascendente: i) Formação Cercadinho que é composta
por quartzitos ferruginosos, filitos ferruginosos, filitos e quartzitos, com algumas intercalações de dolomito; ii) Formação Fecho do Funil que apresenta-se constituída por filitos dolomíticos, filitos e dolomitos impuros; iii) Formação Tabões que é composta por quartzitos finos e maciços; iv) Formação Barreiro que é constituída por filitos e filitos grafitosos e v) Formação Sabará (sendo hoje classificada como um grupo a parte) constituída por cloritas xisto, filitos, pequenas porções de tufos metamórficos e cherts. De acordo com estudos realizados por Rosière & Chemale Jr. (2001) a porção basal do Grupo Piracicaba apresenta, normalmente, feições turbidíticas com metarenitos, na maioria das vezes, ferruginosos intercalados com filitos. Essas feições passam na lateral e na vertical para filitos carbonáticos, filitos ferruginosos assim como dolomitos, mármores estromatolíticas e FFB’s.
Estratigraficamente, acima do Grupo Piracicaba tem-se o Grupo Itacolomi que é constituído por quartzito e metarenitos, possuindo ainda quantidades variadas de sericita (Dorr II 1969). Segundo Alkmim & Noce (2006), o Grupo Itacolomi é constituído por metarenitos e conglomerados, em que o QFe possui duas gerações de rochas intrusivas pós-Supergrupo Minas. A primeira geração apresenta pequenos veios de granito e pegmatitos, cortando as camadas mais jovens do Supergrupo Minas e a segunda geração apresenta diques máficos e soleiras pós-Itacolomi.
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2.2.1- Grupo Itabira
O Grupo Itabira é dividido em uma unidade inferior, a Formação Cauê, onde predominam os itabiritos e uma superior, a Formação Gandarela, que apresenta rochas carbonáticas (dolomitos, mármores dolomíticas e mármores calcíticas), filitos e FFB’s (Dorr II 1969).
De acordo com Dorr II (1958) a Formação Cauê é composta por rochas ferríferas bandadas e metamorfizadas em baixo a médio grau, ou seja, ela é formada por diferentes tipos de itabirito, além de hematita filitos, mármores dolomíticas e filitos dolomíticos. A Formação Cauê contém também lentes e camadas de hematita compacta, e é responsável por hospedar grandes volumes de minérios hematíticos friáveis e compactos de alto teor, segundo Rosière & Chemale Jr. (2001). De acordo com esses mesmos autores não existem uma separação nítida entre as Formações Cauê e Gandarela.
Segundo Dorr II (1965), as FFB’s da Formação Cauê são umas das principais formações ferríferas do mundo, sendo os minérios associados a essa formação divididos em duas categorias principais: minério itabirítico e minério hematítico de alto grau. Portanto, nesse presente trabalho, o interesse é estudar a gênese do minério hematítico de alto grau, principalmente, a hematita compacta pertencente à Formação Cauê.
Machado et al. (1996), classificam o Grupo Itabira em uma sequência, predominantemente, marinha de ambiente raso a profundo, depositada sobre a sequência clástica progradante do Grupo Caraça. Essa sequência apresenta da base para o topo: conglomerados, quartzitos e metapelitos. De acordo com Rosière & Chemale Jr. (2001), a fase marinha iniciou-se com os filitos carbonosos, sericita filitos e filitos dolomíticos que passam lateralmente e para o topo, de forma gradativa, a hematita filitos, itabirito e dolomitos.
Rosière & Chemale Jr. (2001), reconhecem quatro formações ferríferas do Grupo Itabira, são elas: itabirito, hematitas filitos, ferro dolomitos e, subordinadamente, filitos piritosos. Os itabiritos são FFB’s metamórficas e deformadas. As hematitas filitos ocorrem como lentes constituídas de sericita (+/- clorita) e hematita na base da Formação Cauê, no contato com a Formação Batatal, ocorrendo localmente lentes de hematita compacta intercaladas. Os filitos piritosos são filitos carbonosos com níveis e lentes ricas em sulfetos de espessura milimétrica.
De acordo com Rosière & Chemale Jr. (2001), o efeito de metamorfismo sobre as FFB’s de fáceis-óxido da Formação Cauê ocasionam transformações mineralógicas que são mais acentuadas quanto maior for o seu grau de impurezas. Segundo esses mesmos autores, a presença de fluidos hidrotermais podem também acarretar modificações na composição original da FFB’s, essas modificações são: i) martitização progressiva da magnetita, (ii) blastese de hematita, iii) dolomitização em quartzo-itabiritos e transformação da dolomita em hematita, iv) talcificação, v) inclusões fluidas em hematitas e vi) veios de hematita cortando o bandamento.
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2.3- GEOLOGIA DAS MINAS ESTUDADAS
As áreas de estudo, abordadas nesse trabalho (Figura 1.1), compreendem a região do Complexo Itabirito (Minas Galinheiro, do Pico e Sapecado), Complexo Fazendão (Minas São Luís, Tamanduá e Almas) e Complexo Itabira (Minas Conceição e Periquito).