IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO DIRETORIA DE PESQUISA

PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA – PIBIC : CNPq, CNPq/AF, UFPA, UFPA/AF, PIBIC/INTERIOR, PRODOUTOR, PIBIT E FAPESPA

RELATÓRIO TÉCNICO - CIENTÍFICO Período : Agosto/2015 a Julho/2016

(x) PARCIAL ( ) FINAL

IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO

Título do Projeto de Pesquisa: REMPLAC Nome do Orientador: Maamar El-Robrini Titulação do Orientador: Doutorado Faculdade: Geologia

Instituto/Núcleo: Instituto de Geociências Laboratório: Gemc

Título do Plano de Trabalho: Identificação, Quantificação e Distribuição dos minerais Pesados na Plataforma Continental do Pará-Maranhão.

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Tipo de Bolsa : ( ) PIBIC/ CNPq ( ) PIBIC/CNPq – AF

( ) PIBIC /CNPq- Cota do pesquisador ( ) PIBIC/UFPA ( ) PIBIC/UFPA – AF ( ) PIBIC/ INTERIOR ( ) PIBIC/PRODOUTOR ( ) PIBIC/PE-INTERDISCIPLINAR ( x ) PIBIC/FAPESPA ( ) PIBIC/PIBIT

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1. Introdução

1.1 Apresentação e justificativa

Minerais pesados são grãos encontrados dispersos nas areias das praias e de sistemas de dunas, originados de rochas ígneas, sedimentares ou metamórficas (GUEDES et al., 2011). Possuem densidade maior que 2.85 g/cm3, sendo superior a densidade dos minerais comuns ou leves, como quartzo (2,65 g/cm3) e feldspato (2,56 a 2,76 g/cm3) (DIAS, 2004).

Segundo Emery e Noakes (1968), os minerais pesados, de acordo com suas densidades, podem determinar os locais preferenciais de concentração dos mesmos, sendo classificados em minerais pesados ´pesados` (peso específico entre 21 e 6,8 g/cm3), minerais pesados ´leves`(peso específico entre 5,3 e 4,2 g/cm3) e gemas (peso específico entre 4,1 e 2,9 g/cm3). Os minerais pesados ´pesados` são transportados apenas por curtas distâncias, 15 e 20 km da rocha fonte, sendo representados pelo ouro, a platina e a cassiterita. Os minerais pesados ´leves`, são mais facilmente transportados para as zonas costeiras, concentrando-se em ambientes de deposição de altas energias, como exemplo, ilmenita, rutilo, zircão, monazita e a magnetita. Entre as gemas destacam-se o diamante, que se concentra, principalmente, em aluviões, mas também em praias e na plataforma continental.

A seguinte proposta de IC objetiva identificar e quantificar os minerais pesados contidos nos sedimentos da cobertura sedimentar da plataforma continental do Pará-Maranhão. Ao contrário de outras regiões do Brasil (e.g. Sul, Sudeste e Norte), não há muitos trabalhos na literatura sobre o estudo de minerais pesados nesta plataforma. Assim, este trabalho pretende contribuir para o conhecimento de identificação, quantificação e distribuição dos minerais pesados na plataforma continental.

Para que um depósito de minerais pesados torne-se viável econômicamente e assim ser denominado de placer, é necessário que apresente concentrações maiores que 1% em relação à fração estudada (CASCALHO, 2000), (PALMA, 1979) e (SOUZA et al., 2005).

A exploração dos placeres marinhos é hoje uma importante atividade de mineração em desenvolvimento no mundo, e envolve a utilização de tecnologias caras, com alto investimento e elevados lucros. Por isso é necessário, de forma inicial, haver um estudo da área para poder identificar os minerais pesados ocorrentes, estimar sua concentração para enfim poder classificar esse depósito como sendo economicamente viável para explotação ou não.

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2.OBJETIVOS 2.1 GERAL

 Caracterizar texturalmente e mineralogicamente os minerais pesados coletados na Plataforma Continental do Pará-Maranhão

2.2 ESPECÍFICOS

 Caracterizar e classificar texturalmente (mediana, média, seleção, assimetria, curtose, esfericidade e o grau de arredondamento) dos sedimentos coletados na plataforma.

 Quantificar e classificar os minerais pesados transparentes e opacos

 Caracterizar os minerais economicamente viáveis para a explotação.

 Determinar a distribuição espacial dos mesmos na plataforma

3 MATERIAIS E MÉTODOS

A metodologia adotada foi subdividida em três etapas principais: (1) Revisão bibliográfica; (2) Coleta das amostras e (3) Trabalhos laboratoriais.

3.1 LEVANTAMENTOS BIBLIOGRÁFICOS

O levantamento bibliográfico está sendo feito a partir de trabalhos já realizados na região de estudo, visando dessa forma contribuir significativamente para o conhecimento dos principais aspectos gerais. As consultas são obtidas através de artigos, periódicos da Capes, biblioteca da CPRM, teses de mestrado e dissertações de doutorado, encontradas na biblioteca setorial do instituto de geociências (IG), assim como os procedimentos de campo e de laboratório.

3.2 COLETA NO CAMPO

As coletas de amostras de sedimentos de fundo da Plataforma Continental do Pará-Maranhão foram realizadas ao longo de transectos paralelos a linha de costa, usando amostrador de fundo do tipo Van Veen. Cada ponto de amostragem foi demarcado com auxílio do GPS (Global Positioning System); (Figura 1) Após a coleta, estas amostras foram armazenadas em sacos plásticos e etiquetadas para posteriores procedimentos analíticos em laboratório. Estas amostras encontram no Banco de Amostras Geológicas do GEMC.

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Figura 1: Mapa de localização dos pontos de amostragem

3.3 TRABALHOS LABORATÓRIAIS

Os trabalhos laboratoriais foram subdivididos em três etapas: (1) lavagem, peneiramento e análise granulométrica; (2) separação dos minerais pesados; (3) confecção de lâminas delgadas.

3.3.1 LAVAGEM, PENEIRAMENTO E ANÁLISE GRANULOMÉTRICA.

Neste processo as amostras foram lavadas com água destilada e secadas em uma estufa, sob temperatura de 50° C. Após a secagem a amostra foi quarteada e então separado 100 g para o peneiramento (Figura 2.A). A subamostra para análise granulométrica foi peneirada em peneiras empilhadas, em um agitador automático (Figura 2.B). Foram utilizadas as seguintes peneiras de 0,355; 0,250; 0,180; 0,125; 0,090 e 0,062 mm de abertura de malha. A coluna de peneiras foi colocada durante dez minutos no agitador e o material retido em cada uma delas foi

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pesado. Para a separação dos minerais pesados foram usados dois intervalos granulométricos: a fração grossa no intervalo de 0,250 mm e 0,125 mm e a fração fina, no intervalo de 0,125 mm a 0,062 mm.

Para o cálculo dos parâmetros estatísticos (média, grau seleção, assimetria e curtose) de Folk (1968) foi utilizado o software SysGran (sistema integrado para análises granulométricas de sedimentos) em PC for Windows.

Figura 2 - (A) Balança para pesagem das amostras para peneiramento e (B) Peneira no agitador do Laboratório de Geologia Marinha.

3.3.2 SEPARAÇÃO DOS MINERAIS PESADOS

A metodologia aplicada no processamento das amostras de areia foi a tradicionalmente utilizada nos estudos sedimentológicos de minerais pesados, em que é utilizada a técnica padrão baseada na decantação gravitativa, de um líquido denso (bromofórmio – CHBr3), cuja densidade específica é de 2.89, que propicia a separação dos minerais pesados, deixando os minerais leves em suspensão. Do material obtido no peneiramento, foram separadas as frações 0,250 - 0,180 mm como sendo a fração grossa e 0,180 - 0,125 mm como fração fina. Para cada amostra foram usados os seguintes materiais: Funis, papel de filtro, erlenmeyers (250 ml), bastões de vidro, vidros de relógio, tubos de borracha e presilha. São colocados em um suporte dois funis de cano longo vedados com uma presilha cada um, para em seguida, ser adicionado à solução de bromofórmio e abaixo destes funis são colocados dois erlenmeyers, com os dois outros funis, sendo que inicialmente estes estão com papel de filtro, para filtrar os minerais pesados das frações grossa e fina (Figura 3).

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Fonte: Adaptado de Mange e Maurer (1992).

Figura 3- Estrutura para separação de minerais pesados por sedimentação

gravítica. a) estrutura de apoio; b) vidro de relógio; c) funil de separação; d) minerais leves; e) líquido de separação; f) suporte do funil; g) tubo de borracha; h) minerais pesados; i) pinça que não deixa (ou deixa) passar o liquido e a fração pesada; j) suporte do funil de filtração; k) funil de filtração; l) frasco de recepção.

3.3.3 CONFECÇÃO DE LAMINAS DELGADA

Após essa separação, os minerais pesados foram colocados em filtros de papel e lavados com álcool. Ambas as frações foram colocadas para secar a temperatura ambiente. Posteriormente, os minerais retidos foram utilizados para confecção de lâminas de emersão, para determinação dos minerais pesados sob o microscópio petrográfico; A confecção consistiu em separar uma fração representativa do material retido nos filtros, e colocar imersa em uma mistura de líquido endurecedor (bálsamo Etelan) em uma placa de vidro para que fossem homogeneizadas. Posteriormente foi sobreposto a este conjunto uma lamínula de vidro. As lâminas foram deixadas secando por um período de cinco dias e então estavam prontas para análise de contagem dos grãos.

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3.3.4 IDENTIFICAÇÃO DOS MINERAIS PESADOS EM MICROSCÓPIO PETROGRÁFICO

A identificação e contagem dos minerais pesados serão realizadas mediante o uso do microscópio petrográfico binocular Zeiss Axioskop 40, para caracterização da composição mineralógica, hábito, forma dos grãos, textura superficial e grau de arredondamento, além da contagem de grãos. Tal contagem, possibilitará a determinação da assembleia, cálculos de índices de ZTR e ZTRE e da razão rutilo/zircão que refletem as características da rocha-fonte segundo técnica descrita em MORTON & HALLSWORTH (1994) e METTE et al. (2011).

3.3.5 ANÁLISE DOS MINERAIS OPACOS POR DIFRAÇÃO DE RAIO-X;

Para a análise dos minerais opacos as amostras serão pulverizadas em Gral de ágata até ficar sob forma de pó, de acordo com MANGE & MAURER (1992). Estas serão submetidas à identificação mineral por difração de raios X – DRX usando o difratômetro PANalytical, modelo X’PERT PRO MPD (PW 3040/60), com um goniômetro PW 3050/60 (theta-theta) equipado com um anodo de cobre (λCo Kα = 1.7902 Ǻ) e condições de funcionamento a 40 kV e 35mA, detector do tipo RTMS, X’Celerator. A aquisição dos dados será realizada através do software X’Pert Data Collector, versão 2.1a, tratamento de dados com X’Pert HighScore versão 2.1b. Todos estes equipamentos e softwares pertencem ao Laboratório de Raios-X do Instituto de Geociências da Universidade Federal do Pará.

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AMOSTRAS REMPLAC

Amostra Obtidas Peneiradas Pesadas Separadas Amostra Obtidas Peneiradas Pesadas Separadas Amostra Obtidas Peneiradas Pesadas Separadas

E01 SIM SIM SIM SIM E31 SIM SIM SIM SIM E61 SIM SIM SIM SIM

E05 SIM SIM SIM SIM E35 SIM SIM SIM SIM E65 SIM NÃO NÃO pouco material

E17 SIM SIM SIM SIM E47 SIM SIM SIM SIM E77 NÃO NÃO NÃO

E21 SIM SIM SIM SIM E51 SIM SIM SIM SIM

E29 NÃO NÃO NÃO NÃO E59 SIM SIM SIM SIM

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Cronograma de Execução

Peneiramento das Amostras restantes Separação dos minerais pesados das amostras restantes Confecção das lâminas delgadas Identificação, caracterizção e quantificação dos minerais pesados Análise e produção de gráficos dos padrões granulométricos Produção dos mapas de distribuição dos minerais na Plataforma Relatório final Março/2016 X X X Abril/2016 X X X Maio/2016 X Junho/2016 X X X Julho/2016 X

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CASCALHO, J. Mineralogia dos Sedimentos Arenosos da Margem Continental Setentrional Portuguesa. Universidade de Lisboa, 2000. Tese (Doutorado em Sedimentologia).

DIAS, J. M. A.; A Análise Sedimentar e o Conhecimento dos Sistemas Marinhos - Uma Introdução à Oceanografia Geológica. , 2004 Universidade de Algarve.

EMERY K. O. & NOAKES L. C. 1968. Economic placer deposits of the continental shelf. In: Technical bulletin, Economic commission for Asia and Far East, p. 95 – 111.

FOLK, R. L. PETROLOGY OF SEDIMENTARY ROCKS. Helphill, Austin, 1968. 172p.

GALEHOUSE, J.S. POINT-COUNTING. 1971 In: Carver R.E. (ed. Procedures in Sedimentary Petrology. New York, Wiley-Interscience,.p. 385-407.

GUEDES. C. C. F; GIANNINI. P. C. F; NASCIMENTO. D. R; SAWAKUCHI; TANAKA. A. P. B e ROSSI. M.G. 2011. Controls of heavy minerals and grain size in a holocene regressive barrier (Ilha Comprida, southeastern Brazil). Journal of South American Earth Sciences February (Volume 31, Issue 1) p. 110

MORTON A.C. e HALLSWORTH C. 1994. Identifying provenience-specific features of detrital heavy mineral assemblages in sandstones. Sedim. Geol., 90:241-256.

PALMA, J.J.C. 1979. Depósitos de Minerais Pesados. Série Projeto REMAC, PETROBRÁS/DNPM/ CPRM/DHN/CNPq. Rio de Janeiro. 10: 33-50.

SOUZA, D.R & ABREU, J.G.N. 2005. Ánalise quantitativa dos minerais pesados na plataforma continental interna adjacente ao litoral centro- norte de satã Catarina. Brazilian journal of aquatic science and technology, Itajaí, v. 9 (1), p. 1-5