6 – CARACTERIZAÇÃO CERÂMICA
6.2. Resultados Obtidos e Discussão
As propriedades cerâmicas obtidas nos ensaios físicos estão expressas no Anexo 3. Os valores ideais utilizados nas industrias cerâmicas do Pólo de Santa Gertrudes e a classificação dos Grupos Cerâmicos de Revestimento conforme a ABNT (1997) estão indicados nas tabelas 6.1 e 6.2.
De maneira geral, as amostras da Mina Granusso apresentaram valores compatíveis com os utilizados no Pólo Cerâmicos de Santa Gertrudes, se enquadrando no grupo BIa, BIb ou BIIa, na classificação de revestimentos cerâmicos conforme a ABNT.
As amostras estudadas apresentaram bons valores de (K2O + Na2O), que variaram de
5,13 a 6,48%, contribuindo para uma boa sinterização tanto nas temperaturas de 1090oC como na de 1140o C.
Tabela 6.1: Valores ideais de análises físicas da matéria prima utilizada no Pólo cerâmico de Santa Gertrudes (cf. Christofoletti, 1999). TRF AA PA RLQ RLT Mínimo 19,6 MPa Máximo 5% a 10% 17 – 35% < 6% Máximo 9%
Tabela 6.2: Classificação dos Grupos Cerâmicos de Revestimento conforme a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) para peças com dimensão de 2 X 7 cm.
Absorção (%) Grupo ABS Módulo de ruptura (Kg/cm2) Denominação Atual 0 - 0,5 BIa 350 – 500 Porcelana 0,5 – 3,0 BIb 300 – 450 Grês
3,0 – 6,0 BIIa 320 – 350 Baixa ABS 6,0 – 10,0 BIIb 180 – 300 Semi-poroso 10,0 – 20,0 BIII 150 - 200 Poroso
A Figura 6.1 ilustra os valores de TRF, AA, RQ e RT das três seções estudadas nas temperaturas de 1090o C e 1140o C. Os valores de TRF variaram de forma regular de
litologia para litologia e dentro da mesma litologia. A 1090o C a TRF variou regularmente de 36,33 a 42,88 Mpa, exceto para o Siltito carbonático que apresentou valores mais baixos, variando de 31,87 a 32,51 Mpa. A 1140o C o comportamento foi
semelhante só que com valores mais elevados (29,75 a 29,77 Mpa no siltito carbonático contra 39,31 a 45,76 Mpa nas demais litologias). Os valores mais elevados foram os do Siltito variegado. Notar que a TRF do Siltito carbonático diminuiu com o aumento de temperatura, enquanto que nas demais litologias a TRF aumentou.
Os dados de absorção de água (AA) variaram de forma irregular de litologia para litologia, embora tenham mostrado valores semelhantes para a mesma litologia. Novamente, o Siltito carbonático apresentou valores diferenciados, principalmente a 1140o C. A 1090o C a absorção de água do siltito carbonático variou de 2,85 a 3,36%, enquanto que nas demais litologias variou de 0,29 a 2,35%. A 1140o C o
comportamento foi semelhante. No Siltito carbonático a absorção de água variou de 3,48 a 4,78%, enquanto que nas demais litologias oscilou de 0,21 a 1,63%. Os valores mais baixos foram os do siltito variegado (0,21 e 0,26%). Da mesma forma que na TRF, os dados do Siltito carbonático se comportaram de forma diversa das demais litologias.
Siltito argiloso Siltito bandado Siltito laminado Siltito variegado Siltito carbonático
Figura 6.1: Resultados de Tensão de Ruptura a Flexão (TRF), Absorção de Água (A.A), Retração de Queima (RQ) e Retração Total (RT) a 1090oC (A) e 1140oC (B) em rochas da Jazida Granusso. 1, 2 e 3 representam as seções estudadas.
0 20 40 1 2 3 Seções colunares TR F (M ea ) 0 20 40 1 2 3 Seções colunares T R F ( M ea) 0 2 4 6 1 2 3 Seções colunares A. A ( % ) 0 2 4 6 1 2 3 Seções colunares A. A ( % ) 0 4 8 12 1 2 3 Seções colunares RQ ( % ) 0 4 8 12 1 2 3 Seções colunares RQ (% ) 0 4 8 12 16 1 2 3 Seções colunares RT (% ) 0 4 8 12 16 1 2 3 Seções colunares RT ( % ) Ensaios a 1090º C Ensaios a 1140º C
Enquanto que nestas a absorção de água diminuiu com o aumento da temperatura, no siltito carbonático os valores aumentaram. Os dados de porosidade aparente (PA) acompanharam de perto os resultados de absorção de água (AA).
A 1090o C a retração de queima (RQ) variou ligeiramente de litologia para litologia e
dentro da mesma litologia. A 1140o C se observa maior homogeneização dos valores, a
exceção do Siltito carbonático que variou de forma diferenciada. Assim, a 1090o C a
RQ do Siltito carbonático variou de 6,10 a 7,17% enquanto que nas demais unidades variou de 7,56 a 10,90%. O mesmo padrão foi observado a 1140o C. No Siltito carbonático a RQ variou de 5,16 a 5,77% enquanto que nas demais litologias variou de 8,44% a 11,40%. Notar que a RQ do Siltito carbonático diminuiu com o aumento da temperatura, ao contrário das demais litologias.
As variações observadas nas propriedades cerâmicas das amostras estudadas estão associadas a parâmetros texturais, químicos e mineralógicos destas rochas. O comportamento diferenciado do Siltito carbonático expressa variações significativas nestes parâmetros. Texturalmente trata-se de uma rocha arenosa cuja relação arcabouço/matriz é mais elevada que nas demais unidades. Esta característica, além de dificultar a moagem, proporciona um empacotamento ruim das partículas durante a prensagem, resultando numa sinterização indequada, com baixos valores de TRF e maior absorção de água. A presença excessiva de carbonato constitui um dos fatores que favorece a formação de gases durante a queima e que também contribui para o aumento da absorção de água. Assim, a redução da TRF e o aumento da AA e da PA podem ser atribuídos a este efeito, mesmo considerando os valores mais elevados dos elementos fundentes (K2O + Na2O).
O Siltito argiloso constitui uma situação oposta, onde a relação arcabouço/matriz é a menor entre as litologias estudadas e os carbonatos são praticamente ausentes, embora os valores dos fundentes sejam semelhantes. Mesmo considerando valores razoáveis de TRF e AA, a granulometria excessivamente fina resultou numa maior plasticidade e maior retração de queima, produzindo empenamento dos corpos de prova nas duas temperaturas de queima.
As propriedades cerâmicas do Siltito bandado e do Siltito laminado variaram de forma harmônica nas duas temperaturas. De fato, estas rochas são texturalmente semelhantes, apresentam uma relação arcabouço/matriz muito próxima e quantidades semelhantes de carbonatos e fundentes. Os valores médios de TRF e AA são bons e situam-se entre os valores do Siltito argiloso e do Siltito carbonático, embora mais próximos do primeiro.
O Siltito variegado apresentou os resultados cerâmicos mais adequados nas duas temperaturas de queima. A TRF média foi a mais elevada (41,65 ± 1,25 Mpa a 1090o C e 44,69 ± 1,27 Mpa a 1140o C). A absorção média de água foi a menor (0,33 ± 0,03% a
1090o C e 0,31 ± 0,13% a 1140o C). A RQ, por sua vez, apresentou valores
intermediários entre as demais litologias.
Esta otimização das propriedades cerâmicas se deve a conjugação dos fatores texturais, químicos e mineralógicos. A relação arcabouço/matriz do Siltito variegado é ligeiramente superior às demais frações mais siltosas e apresenta uma proporção maior de feldspatos autígenos (albíticos). Esta característica impede o aumento da plasticidade e da retração de queima, proporciona um melhor empacotamento das partículas, além de uma boa sinterização. O conteúdo de carbonato é moderado, evitando a formação excessiva de bolhas e o aumento da porosidade e da absorção de água.
7. CONCLUSÕES
Os estudos efetuados neste trabalho objetivaram a avaliação da história diagenética das rochas sedimentares da Formação Corumbataí na Mina Granusso e os processos envolvidos na formação de veios hidrotermais quartzo-carbonáticos. Considerando a importância destas rochas para a indústria de revestimento do Pólo de Santa Gertrudes, suas propriedades cerâmicas também foram avaliadas e comparadas com os atributos químicos, mineralógicos e texturais.
Com base nos resultados obtidos é possível estabelecer as seguintes considerações: A sucessão litológica que aflora na área da mina é constituída na base por um
pacote de lamitos maciços e arroxeados que grada para ritmitos siltosos, passando para um horizonte psamo-pelítico de cor bege, no topo, e culminando em uma seqüência de ritmitos silto-arenosos e intemperizados. Veios quartzo-carbonáticos cortam a seqüência em várias direções. Um extenso sill de diabásio ocorre adjacente a área da mina e constitui uma feição importante da geologia local. Os componentes deposicionais (arcabouço, matriz e cimento) característicos destas
rochas são constituídos por illita, quartzo e feldspato detríticos, óxido de ferro, carbonatos e mais raramente clorita, biotita, muscovita, esmectita e fragmentos fósseis.
A illita é o componente principal da matriz e foi transportada juntamente com os minerais do arcabouço. Não foram observadas feições que indiquem a transformação diagenética de esmectita para illita.
Os grãos detríticos do arcabouço apresentam granulometria homogênea e muito fina (média de 50 µm), raramente atingindo 120 µm. São subangulosos e não mostram feições de corrosão ou dissolução. Feições como fraturamento de grãos, contato intergranular côncavo-convexo, suturamento e dissolução por pressão são ausentes ou raros, indicando soterramento relativamente raso nesta porção da bacia ao tempo do início dos processos diagenéticos.
A precipitação de óxido de ferro foi um evento pós-deposicional associado a exposição dos estratos superiores da Formação Corumbataí a condições oxidantes durante o amplo ciclo regressivo que se seguiu à deposição da Formação Serra Alta e culminou na superfície erosiva do Eotriássico (cf. Milani et al. 1994).
A deposição de carbonato diagenético é sugerida pela presença de picos discretos de dolomita e ankerita em DRX e pela ocorrência generalizada de carbonatos em horizontes equivalentes da Formação Corumbataí em outras jazidas.
A formação de albita microcristalina em rochas não alteradas hidrotermalmente em toda a seção estudada requer elevadas concentrações de Na+ e, portanto está
associada a precipitação localizada de sais evaporíticos durande a diagênese. A escassez de material tipicamente detrítico no Albitito carbonático e a presença significativa de carbonato e albita neoformada constituindo em conjunto cerca de 80% em volume é compatível com a substituição de material evaporítico por estes novos minerais.
A evolução diagenética das rochas sedimentares da Formação Corumbataí na área da Mina Granusso foi seguida pela infiltração de fluidos hidrotermais impulsionados pela ação do magmatismo basáltico Serra Geral de idade Cretácea.
A alteração hidrotermal está materializada através de modificações químicas e mineralógicas observadas nos halos de alteração dos veios quartzo-carbonáticos, em microfraturas e na rocha hospedeira ao longo de horizontes silto-arenosos de maior porosidade.
As mudanças químicas proporcionaram a formação de novas fases minerais as quais se processaram de forma sucessiva refletindo a evolução do fluido hidrotermal em função de sua interação com a rocha encaixante. Estas novas fases estão associadas aos seguintes processos hidrotermais: silicificação, albitização, cloritização e carbonatação.
A silicificação está relacionada aos estágios finais da fase diagenética e ao início da atividade hidrotermal. É caracterizada pelo preenchimento de fraturas por material
silicoso e pelo enriquecimento de sílica nos níveis silto-arenosos. A albitização, já observada de forma precoce na fase diagenética, é favorecida pela circulação de fluidos e remobilização de solutos, principalmente nos horizontes granulares das porções silto-arenosas. A cloritização ocorre de forma significativa na parede dos veios e de forma subordinada nos horizontes granulares. Considerando que a perda de potássio foi concomitante com a perda de ferro e magnésio é possível que a degradação de illitas trioctaédricas mal estruturas também contribui para a formação das cloritas. A carbonatação foi um evento tardio e sucedeu a albitização. Este evento está associado a reabertura de fraturas preexistentes e a injeção de nova fase fluida originando os veios quartzo-carbonáticos da segunda geração. Na rocha encaixante a carbonatação ocorreu preferencialmente nos horizontes granulares através da substituição de carbonatos diagenéticos por calcita. Pirita ocorre nos veios da segunda geração e raramente nos halos de alteração hidrotermal, representando a fase final da atividade hidrotermal.
A composição isotópica de oxigênio em rocha total e em carbonatos apresenta valores uniformes entre +18,9 a +24,1‰. Os valores de δ18O aumentam da rocha não alterada para os veios. Este enriquecimento é devido a interações sucessivas do fluido hidrotermal com a rocha encaixante enriquecida em 18O e ao abaixamento
da temperatura. δ18O de +18,9‰ no Siltito bandado reflete a herança isotópica de fluidos formacionais pré-alteração.
A composição isotópica de carbono variou regularmente no intervalo de -8,2 a -4,5‰. As razões isotópicas aumentam da rocha não alterada para os veios. Este enriquecimento é atribuído à interação do fluido com CO2 enriquecido em 13C
originado da dissolução de carbonatos diagenéticos.
A variação de δ13C no intervalo de -8,0 a -4,5‰ indica participação de carbono profundo na composição do CO2 do fluido.
De maneira geral, as propriedades cerâmicas das amostras da Mina Granusso apresentaram valores compatíveis com os utilizados no Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes, se enquadrando no grupo BIa, BIb ou BIIa, na classificação de revestimentos cerâmicos conforme a ABNT.
Nas rochas com maior participação de minerais granulares a moagem e o empacotamento das partículas durante a prensagem não são ideais resultando em baixos valores de TRF e absorção de água.
Nas rochas com predomínio da fração siltosa a granulometria excessivamente fina implica numa maior plasticidade e maior retração de queima, produzindo empenamento dos corpos de prova.
O Siltito variegado apresentou os resultados cerâmicos mais adequados nas duas temperaturas de queima. Estes resultados são atribuídos a um melhor balanceamento das frações siltosas e silto-arenosas e ao maior conteúdo de feldspatos neoformados. Esta característica impede o aumento da plasticidade e da retração de queima e proporciona melhor empacotamento das partículas, além de uma boa sinterização.
A reconstituição tentativa da história diagenética e hidrotermal das rochas sedimentares da Formação Corumbataí através da aplicação dos isótopos estáveis é um trabalho inédito. A falta de uma base de dados mais ampla nos estratos superiores e inferiores, incluindo isótopos de carbono, oxigênio, hidrogênio, enxofre e estrôncio, inclusões fluidas e dados de microtermometria dificultam possíveis correlações e uma interpretação mais abrangente dos processos que determinaram a evolução diagenética nesta porção da bacia. Diante destas limitações os resultados alcançados nesta pesquisa pretendem contribuir com nova luz e novas abordagens para uma melhor compreensão desta importante etapa do ciclo sedimentar que vai do soterramento até o soerguimento.