CURSO DE GEOLOGIA
EDUARDO CARDOSO VIEIRA FILHO
ESTUDO DAS OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA EM
GABRO-ANORTOSITOS E DAS FORMAÇÕES FERRÍFERAS DOS
GRANULITOS DA REGIÃO DE BAIXÃO DE IPIÚNA, JAGUAQUARA,
BAHIA.
Salvador, BA 2012.1
EDUARDO CARDOSO VIEIRA FILHO
ESTUDOS DAS OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA EM
GABRO-ANORTOSITOS E DAS FORMAÇÕES FERRÍFERAS DOS
GRANULITOS DA REGIÃO DE BAIXÃO DE IPIÚNA, JAGUAQUARA,
BAHIA.
Monografia apresentada ao Curso de Geologia da Universidade Federal da Bahia, como parte dos requisitos para aquisição do título de Bacharel em Geologia.
Orientador: Prof. Dr. Johildo Salomão Figueirêdo Barbosa
Salvador, BA 2012.1
EDUARDO CARDOSO VIEIRA FILHO
ESTUDOS DAS OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA EM
GABRO-ANORTOSITOS E DAS FORMAÇÕES FERRÍFERAS DOS
GRANULITOS DA REGIÃO DE BAIXÃO DE IPIÚNA, JAGUAQUARA,
BAHIA.
APROVADO EM: ___/___/_____.
BANCA EXAMINADORA
___________________________________________________________
Profº. Dr. Geólogo Johildo Salomão Figueiredo Barbosa - UFBA (Orientador)
___________________________________________________________ Profª. Dra. Geóloga Amalvina Costa Barbosa - UFBA
(Examinadora)
___________________________________________________________
Dr. Geólogo Eron Pires Macêdo - CPRM (Examinador)
Salvador-BA. 2012.1
Monografia apresentada ao Curso de Geologia da Universidade Federal da Bahia, orientado pelo Prof. Dr. Johildo Salomão Figueirêdo Barbosa como parte dos requisitos para aquisição do título de Bacharel em Geologia. Linha de Pesquisa: Exploração Mineral.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus por toda a luz e energia que me deu nesta caminhada.
Aos meus pais, Eduardo e Ângela, por todos os ensinamentos. Estes provindos de tanto amor e carinho ao longo da minha vida.
Aos meus irmãos Pedro e Gabriela, pela amizade e companheirismo.
À toda minha família pela torcida amorosa, pela minha felicidade.
À Nati por me completar e simplesmente me fazer mais feliz.
À todos os meus professores por terem contribuído para a lapidação e formação do meu conhecimento.
Aos professores geológicos: José Ângelo pelo apoio e incentivo, Osmário, Vilton, Olívia, Félix, Geraldo, Flávio, Haroldo Sá, Simone, Ângela, Rosa, Holz, Cícero, Cristovaldo por todo o conhecimento transmitido durantes estes anos de aprendizado, cada um à sua maneira, que contribuíram para a formação da minha bagagem profissional.
Ao meu professor e orientador Johildo pelos ensinamentos e dedicação, quesitos fundamentais para a minha formação como profissional.
À professora Amalvina por todo o ensinamento, paciência e pela colaboração com este trabalho.
Ao professor Eron pela disponibilidade em esclarecer as dúvidas e contribuir para a realização desta monografia.
Ao grupo Rio Tinto, em especial à Graham pela dedicação, apoio e pela grande oportunidade de aprendizado junto à realização deste trabalho.
À Maísa e todos os colegas da CPRM, em especial Rogério pelo auxílio com dados de geoprocessamento.
À professora Sylvia (UNB) por fornecer o curso de petrografia microscópica de minerais não-silicáticos na UNB e Túlio por ter me acompanhado e auxiliado durante o curso.
Ao geólogo Israel Nonato por ter cedido materiais a respeito do depósito de vanádio de Maracás, muito útil para a realização deste trabalho.
À todos os colegas e amigos pelo apoio e incentivo, que jamais serão esquecidos. Em especial à Edmar por ter me ajudado com a sua amizade sempre disponível, Gustavo pela amizade e apoio, Pri Passos, Dira, Ádila (croco-equipe), Japa, Déa, Tico, Mateus, VMK, Emo, Schindler, Pri Freitas, Lady Gaga, Gi, Elô, Caio, Acácio, Rei Charles, Carlão, Cipri, Gonti, Laura, Xande, Lucas, Sergipe e tantos outros por amizades verdadeiras descobertas na universidade.
Enfim... agradeço a todos aqueles que direta ou indiretamente estiveram presentes durante minha jornada acadêmica!
RESUMO
As ocorrências de titânomagnetita associam-se às rochas gabro-anortosíticas, onde são comagmaticas com suas encaixantes. Estes corpos estão localizados no Bloco Jequié, próximo à interface Bloco Jequié/ Bloco ISC, tendo sido intrudidos relacionados à colisão paleproterozóica que metamorfisou e deformou tais blocos. Os depósitos de ferro ligado às rochas gabroanortosíticas têm sua gênese relacionada à cristalização fracionada em sistema endomagmático, de um magma residual rico em ferro, derivado de um magma silicatico. Tal processo de cristalização magmática formou a magnetita, sendo que o elemento ferro é susceptível a ser substituído pelo elemento vanádio, por afinidades geoquímicas. Ocorrências de titânomagnetita e formações ferríferas localizadas no município de Jaguaquara, região de Baixão de Ipiúna foram estudadas no presente trabalho.As formações ferríferas, diferentemente dos depósitos de titânomagnetita, são depósitos de origem sedimentar química, por precipitação do ferro em ambiente oxidante. Ambos os tipos de depósitos de ferro encontrados, estão com um grau moderado a alto de oxidação e alteração supergênica, portanto estando impreterivelmente associados a cangas ferruginosas compactas, formadas a partir de alterações superficiais destes corpos de minério. Estudos petrográficos em microscopia de luz refletida foram realizados para amostras dos dois tipos de minério. As titânomagnetitas apresentaram assembleia mineral básica de magnetita e ilmenita, com piroxênios residuais. Textura de agregados granulares cumuláticos foram predominantes. As formações ferríferas contêm basicamente magnetita martitizada, perfazendo cerca de 90% quando maciça. Quando intercalada com camadas de quartzito, sua composição de ferro é aproximadamente cerca de 40%, em óxido. Tais valores foram obtidos a partir de estudos litogeoquímicos, onde estudos composicionais da titânomagnetita também foram possíveis de ser avaliados, através dos resultados de química total, com teores de vanádio chegando a 1,5% em óxido. Foi, ainda, realizado um mapa de ocorrências de depósitos de ferro da área de estudo de escala 1:60000, onde está localizado as ocorrências de titânomagnetita, crosta ferruginosa compacta associada, e as formações ferríferas.
ABSTRACT
The occurrences of titanomagnetite are associated with anorthositc rock series, that was created at the same time that their host rocks. These bodies are located in Block Jequié, close to the interface Jequié Block / Block ISC, having been intruded related to the paleproterozoic collision. The iron deposits in the rocks anortositcs rock series has the genesis related to system fractional crystallization of a residual magma rich in iron, derived from a silicate magma. This process formed magnetite, and the iron element is to be replaced by element vanadium, because of geochemical affinities. Samples of titanomagnetite and banded iron formations at the city of Jaguaquara, region of Baixão, Ipiúna were studied in this work as an object of study. The deposits of bif’s are sedimentary by chemical precipitation of iron in an oxidizing environment. Both types of iron deposits found are moderately weathered due the high oxidation and changes on the surface, thus being associated with ferruginous duricrusts formed from these surface changes ore bodies. Petrographic analysis in reflected light microscopy were conducted to samples of the two types of ore. The titanomagnetite is composed by magnetite and ilmenite, with residual pyroxene. Texture are granular aggregates, predominantly. The iron formation contain martite basically, making up about 90% when massive. When interspersed with layers of quartz, iron composition is approximately about 40%. These values were obtained from geochemical studies, where the titanomagnetite also was assessed by the results of the total chemical, with vanadium contents of 1.5%. It was also carried out a map of occurrences of iron deposits in the area, with scale 1:60000, which is located lots of titanomagnetite occurrences, ferruginous duricrusts associated and banded iron formations as well.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO...11
1.1 Localização Geográfica e Acesso à Área...14
1.2 Objetivos e Justificativas...17
1.3 Metodologia do Trabalho...17
1.3.1 Pesquisa Bibliográfica...17
1.3.2 Mapeamento geológico e cadastro das ocorrências...18
1.3.3 Estudos petrográficos e litogeoquímicos...19
1.3.4 Interpretação dos dados e confecção da monografia...19
2 GEOLOGIA REGIONAL E TRABALHOS ANTERIORES...20
3 GEOLOGIA LOCAL...26
3.1 Ocorrências de titanomagnetita maciça...28
3.2 Ocorrências de crostas supergênicas da titanomagnetita...35
3.3 Ocorrência de ferro das formações ferríferas...36
4 PETROGRAFIA...41
4.1 Ocorrências de titanomagnetita maciça...41
4.2 Ocorrências de crostas supergênicas da titânomagnetita...45
4.3 Ocorrência de ferro das formações ferríferas...45
5 LITOGEOQUÍMICA...48
5.1 Ocorrências de titanomagnetita maciça...51
5.2 Ocorrência de ferro das formações ferríferas...57
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS E CONCLUSÕES...60
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 01: Modelo esquemático para evolução magmática e formação de depósitos minerais de
Fe-Ti. Detalhe em vermelho para o tipo dos depósitos formados na área de estudo. Adaptado de Zhou, 2005...12
Figura 02: Mapa de localização da área de estudo. FONTE: (CBPM/CPRM 2003, modificado)...15 Figura 03: Imagem de satélite destacando através de anomalia magnética a área (linha em branco)
onde ocorre o corpo grabro-anortosítico. Em vermelho as ocorrências de titânomagnetita (Fe-Ti-V) e suas crostas ferruginosas supergênicas. Em amarelo, as ocorrências estudadas de ferro das formações ferríferas dentro dos granulitos da região. Localização da cidade de Jaguaquara no canto superior esquerdo...16
Figura 04: Seção Geológica da parte sul do OISC. FONTE: (BARBOSA & SABATÉ 2002,
2004)...20
Figura 05: Disposição dos blocos arqueanos após a colisão paleoproterozóica que formou o Orógeno
Itabuna-Salvador-Curaçá. FONTE: (BARBOSA & SABATÉ, 2003)...21
Figura 06 A: Mapa Figura 06 A: Mapa geológico simplificado da região granulítica parte sul/sudeste
da Bahia com a localização da área de pesquisa. FONTE: Barbosa et al., 2003...23
Figura 06 B: Detalhe do mapa geológico simplificado da região granulítica parte Sul/sudeste da
Bahia. FONTE: (BARBOSA et al., 2003)...24
Figura 07: Mapa geológico de ocorrências de titânomagnetita, crosta ferruginosa compacta
associada e formações ferríferas. A linha tracejada indica o limite do corpo gabro-anortosítico através da geofísica...27
Figura 08: Diagrama binário Fe2O3 x V2O5 mostrando os campos dos diferentes grupos de amostras sendo destacadas aquelas que tiveram seções polidas estudadas. Em amarelo estão representadas amostras do depósito de Fe-Ti-V de Maracás; em azul escuro as amostras de titânomagnetita de Tancredo Neves do TFG do aluno Gustavo Martins; em azul claro estão representadas as amostras de titânomagnetita maciça da área de pesquisa; em verde amostras das formações ferríferas estudadas...53
Figura 09: Diagrama binário Fe2O3 x TiO2 mostrando os trends dos diferentes grupos de amostras, sendo aquelas que possuem seção polida indicadas pelas suas numerações. Em amarelo estão representadas as amostras do depósito de Fe-Ti-V de Maracás; em azul escuro as amostras de titânomagnetita de Tancredo Neves do TFG do aluno Gustavo Martins; em azul claro estão representadas as amostras de titânomagnetita maciça de Baixão de Ipiúna, e de verde, amostras das formações ferríferas estudadas na área de pesquisa...54
Figura 10: Diagrama Fe2O3 x Al2O3 mostrando a dispersão das amostras de titânomagnetita de Tancredo Neves (azul escuro), e de Baixão de Ipiúna (azul claro). Em verde estão indicadas as amostras das formações ferríferas (maciça e bandada) de Baixão de Ipiúna. Novamente foram indicadas as amostras que possuem seções polidas...55
Figura 11 A) Padrões de terras raras para as amostras de Baixão de Ipiúna (azul claro). B) Padrões
terras raras para as amostras de Tancredo Neves (azul escuro)...56
Figura 12: Padrão de elementos terras raras das amostras de formação ferrífera maciça...58 Figura 13: Padrão de elementos terras raras das amostras de formação ferrífera bandada...59
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 01: Elementos maiores, menores e Terras Raras para as amostras de titânomagnetita maciça
de Baixão de Ipiúna. Destacado em vermelho, os mais altos teores de vanádio...48
Tabela 02: Elementos maiores, menores e Terras Raras para as amostras das formações ferríferas.
Destaque em vermelho para os teores de Fe2O3...51
ÍNDICE DE FOTOS
Foto 01: Blocos de titânomagnetita rolado em vertente de morro da área de pesquisa...28 Foto 02: Blocos de titânomagnetita rolado em canais de drenagem. Notar os planos ortogonais de
fratura na titânomagnetita maciça...29
Foto 03: Blocos de titânomagnetita com formas retangulares...29 Foto 04: Veio de titânomagnetita que se sobressai no afloramento...30 Foto 05: Amostra de mão de titânomagnetita apresentando coloração avermelhada devido à
alteração supergênica...31
Foto 06: Cristal de piroxênio preservado em amostra de titânomagnetita maciça...32 Foto 07: Inclusões de gibbisita (cristais brancos) e cristais residuais de piroxênio (vermelhos) na
titânomagnetita maciça...32
Foto 08: Venulações de gibbsita preenchendo planos de fratura ortogonais no minério maciço de
titânomagnetita...33
Foto 09: Gibbisita com hábito boitroidal dentro do minério de titânomagnetita alterado...33 Foto 10: Veio de gibbisita com hábito fibroso dentro da titânomagnetita parcialmente alterada...34 Foto 11: Dobra aberta no afloramento de titânomagnetita maciça. Foto em perfil. Visada para
SE...34
Foto 12: Afloramento de canga ferruginosa compacta. Foto em perfil. Visada para E...35 Foto 13: Canga ferruginosa compacta mantendo ainda bolsões de titânomagnetita...36 Foto 14: Visão geral das sequências supracrustais com ocorrências de formações ferríferas
bandadas. Detalhe para o solo podzólico quatzoso gerado a partir da degradação físico/química das supracrustais...37
Foto 15: Amostra de mão de formação ferrífera maciça...38 Foto 16: Afloramento de supracrustais granulitizadas exibindo formações ferríferas maciças...38
Foto 17: Afloramento de formação ferrífera bandada, com intercalações de ferro (martita) e
supracrustais (chert/ quartzitos). Foto em perfil...39
Foto 18: Detalhe das formações ferríferas maciça em afloramento alterado. Conversão de magnetita
em martita devido a esses processos de alteração...40
ÍNDICE DE FOTOMICROGRAFIAS
Fotomicrografia 01: Grãos xenoblásticos de magnetita, ilmenita e piroxênios (residuais) mostrando
uma textura granular cumulática policristalina. Fotomicrografia com polarizadores cruzados. Amostra 50308484...42
Fotomicrografia 02: Grãos de magnetita e ilmenita apresentando contato poligonal. Junção tríplice.
Fotomicrografia em luz refletida com polarizadores cruzados. Amostra 50308482...42
Fotomicrografia 03: Grãos xenoblásticos de magnetita com lamelas de exsolução de ilmenita. Notar
o contato poligonal (junção tríplice). Fotomicrografia em luz refletida com polarizadores paralelos. Amostra 50308479...43
Fotomicrografia 04: Grãos xenoblásticos de ilmenita. Fotomicrografia em luz refletida com
polarizadores cruzados. Amostra 50308484...44
Fotomicrografia 05: Grãos de piroxênios em contato curvo com a magnetita e ilmenita.
Fotomicrografia em luz refletida com polarizadores cruzados. Amostra 50308482...44
Fotomicrografia 06: Ocorrência de sulfeto incluso em grão de piroxênio. Fotomicrografia em luz
refletida com nicóis cruzados. Amostra 50308484...45
Fotomicrografia 07: Grãos de martita em branco. Fotomicrografia em luz refletida com nicóis
descruzados. Amostra 50308473...46
Fotomicrografia 08: Grão de hematita (martita) tendo suas fraturas preenchidas por goethita em
1 INTRODUÇÃO
Na porção sudeste do Estado da Bahia, inserida no domínio geológico do Cráton do São Francisco, ocorrem corpos gabro-anortosíticos com pequenas dimensões (<100 km²), que marcam a interface entre os Blocos Jequié e o ltabuna-Salvador-Curaçá (CRUZ et al., 2000). Estes corpos máficos possuem potencial metalogenético, visto que ocorrências de titanomagnetitas foram identificadas constituindo veios ou disseminações nesses corpos. Também nas suas encaixantes granulíticas aparecem ocorrências de ferro alojadas em formações ferríferas bandadas.
O objetivo deste trabalho foi pesquisar tanto as ocorrências de titanomagnetita como as formações ferríferas (BIFs) presentes na área de pesquisa, o qual teve início em outubro de dois mil e onze, com período para conclusão em junho de dois mil e doze.
Os óxidos de Fe-Ti-V constituem uma das principais fontes de titânio e vanádio e os resultados dos estudos baseados em química mineral e petrografia mostram que esses depósitos são comagmáticos com as rochas gabro-anortosíticas encaixantes (WIEBE, 1992). Biondi (2003) coloca que a principal característica desses depósitos de titanomagnetita advém dos próprios magmas que formaram essas rochas plutônicas. Fe e V são matéria-prima para as ligas de aços especiais, largamente utilizadas pelas indústrias siderúrgicas e compostos de titânio e vanádio utilizados em diversas áreas industriais.
Tais mineralizações são produtos da cristalização fracionada, diferenciação gravitacional e segregação de líquidos residuais em ambientes endomagmáticos, onde a concentração de ferro e titânio é propícia devido à formação de plagioclásio como fase predominante. Isso acarreta a geração de um magma residual de composição ferro-gabróica, denso e muito rico em ferro, levando esse último a se acumular no fundo da câmara magmática (SÁ, 2010). Tais depósitos podem ser esquematicamente resumidos de acordo com suas fases de evolução, respeitando a fonte, o transporte e a deposição do minério, como simplificado na figura 01:
Figura 01: Modelo esquemático para evolução magmática e formação de depósitos minerais de Fe-Ti. Detalhe em vermelho para o tipo dos depósitos formados na área de estudo. Adaptado de Zhou, 2005.
O vanádio não se encontra em estado nativo na natureza, mas ocorre através da substituição geoquímica na estrutura de outros minerais, dentre eles, a titanomagnetita: aparece sob a forma de solução sólida na magnetita onde o Fe³+ é substituído por V³+.
A titanomagnetita é formada pela substituição de titânio na estrutura da magnetita (STATON, 1972), na forma de ilmenita, exsolvida ou em grãos, sendo que a magnetita pode hospedar o vanádio, visto que este elemento é geoquimicamente similar aos íons ferro. Portanto, devido às afinidades geoquímicas é possível gerar substituições destes elementos (Fe-V) na estrutura cristalina de minerais.
Considerando a localização e a distribuição das mineralizações de Fe-Ti-V e dos maciços gabro-anortosíticos na região sul da Bahia, SÁ (2010) sugere que a colocação desses maciços e mineralizações estão associadas a zonas de cisalhamento transcorrentes em regime dúctil-rúptil, as quais estão relacionadas à colisão entre os Blocos Jequié e o Itabuna-Salvador-Curaçá (BARBOSA & SABATÉ 2002, 2004).
O ferro é um dos componentes essenciais para o desenvolvimento e manutenção industrial/tecnológico das sociedades atuais, juntamente com a crescente demanda, principalmente por aços especiais e para ligas metálicas.
As formações ferríferas bandadas, por sua vez, são a maior fonte de ferro do planeta, tendo sido formadas por precipitação química, basicamente na transição Arqueano-Paleoproterozóico. Em geral possuem cerca de 15% ou mais de teores de Fe2O3, e a sua utilização está associada a diversas áreas industriais.
Nas formações ferríferas ocorre alto conteúdo de ferro primário (sedimentar). Segundo Brandt et al. (1972), formação ferrífera é um termo que vem substituindo as denominações: itabirito, quartzito ferruginoso, taconito, hematita-quartzito, jaspilito, entre outros. Para James (1954), formação ferrífera é uma rocha sedimentar de origem química, tipicamente laminada, que apresenta alternância de bandas milimétricas a centimétricas de camadas ricas e pobres em ferro. O mesmo autor define que devem possuir 15% ou mais de bandas de ferro, mais comumente ao lado de estratos de chert.
Segundo James apud Lindenmayer (2001), os maiores depósitos de ferro do planeta estão confinados a um intervalo de tempo restrito da história geológica, isto é, entre 3.8 a 1.9 Ga (Arqueano-Paleoproterozóico), em geral situados nos escudos pré-cambrianos.
As formações ferríferas são rochas peculiares, finamente bandadas, onde os principais fatores controladores deposicionais desses sedimentos hidrolíticos, em meio aquoso, são as condições de acidez-basicidade e oxiredução, representados pelos parâmetros físico-químicos do pH e Eh, respectivamente (KRUMBEIN & GARRELS, 1952).
Lindenmayer (2001) relata que os depósitos ferríferos são compostos quase exclusivamente pelos elementos maiores: ferro, sílica e oxigênio, embora apresentem, geralmente, constituintes menores tais como Al, Ti, K e Rb. Tais elementos menores refletem contribuições terrígenas adicionadas às bacias. Vale colocar que no que tange à associação mineral e quanto às assinaturas geoquímicas, estas grandes bacias têm mostrado uma grande similaridade entre si.
As mineralizações de ferro da área de estudo estão associadas às supracrustais e representam rochas de natureza química sedimentar, que foram deformadas e
metamorfizadas no fácies granulito. Pela ausência de estudos específicos não se pode ainda interpretar o ambiente geológico/tectônico das formações e nem a tipologia dessas formações, sobretudo porque estão carentes as pesquisas detalhadas sobre as suas características geoquímicas e geológicas (SÁ, 2010).
1.1 LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA E ACESSO À ÁREA
Distando cerca de 326km da capital Salvador (Figura 02), a área de trabalho está localizada no sul do Estado da Bahia, na região de Baixão de Ipiúna, nos arredores do município de Jaguaquara–BA (Figura 03). Para se ter acesso ao município de Jaguaquara a partir de Salvador, segue-se pela BR-324 até meados de Amélia Rodrigues, quando se pega a BR-101. Segue daí pela BR-420 com destino a Jaguaquara. Seguindo a sudeste da cidade de Jaguaquara, em estrada não-pavimentada, por mais ou menos 30km até atingir a área de estudo.
A estrada é pavimentada durante todo o trajeto até Jaguaquara, que é feito em torno de 5 horas de automóvel, passando a ser estrada não-pavimentada de Jaguaquara até a área de pesquisa.
Figura 03: Imagem de satélite destacando através de anomalia magnética a área (linha em branco) onde ocorre o corpo grabro-anortosítico. Em vermelho as ocorrências de titânomagnetita (Fe-Ti-V) e suas crostas ferruginosas supergênicas. Em amarelo, as ocorrências estudadas de ferro das formações ferríferas dentro dos granulitos da região. Localização da cidade de Jaguaquara no canto superior esquerdo.
1.2 OBJETIVOS E JUSTIFICATIVAS
Ocorrências de Fe-Ti-V foram identificadas no município de Jaguaquara na Bahia, porém não foram estudadas devidamente, sobretudo em função da inexistência de mapeamento e pela carência de afloramentos, fruto da presença extensa de cobertura de solos, resultado de intenso grau de meteorização da área. Assim, a escassez de afloramentos vem dificultando o mapeamento das rochas locais e suas ocorrências ferríferas, inclusive aquelas encaixadas diretamente nos granulitos encaixantes dos corpos gabro-anortosíticos.
Com isso, as mineralizações de Fe-Ti-V dos corpos gabro-anortosíticos e de Fe das formações ferríferas da região, ainda ressentem de estudos sobre suas características geológicas, sobretudo petrográficas e geoquímicas, fatos que motivaram a realização do presente trabalho.
A pesquisa desenvolvida teve como objetivo geral mapear as ocorrências de titanomagnetita e suas crostas lateríticas ferruginosas (duricrust) nos corpos gabro-anortositos, além de identificar e carcterizar, concomitantemente, as ocorrências de ferro nas formações ferríferas (BIF’s). Em específico, buscou-se realizar o estudo da petrografia e da litogeoquímica em ambas as ocorrências.
1.3 METODOLOGIA DE TRABALHO
A metodologia empregada para a realização deste trabalho pode ser subdividida em quatro principais etapas, detalhadas a seguir.
1.3.1 Pesquisa bibliográfica
Nesta etapa foi realizado criterioso estudo bibliográfico de trabalhos geológicos anteriores regionais e locais da área de pesquisa, bem como de modelos genéticos
de formação das ocorrências de ferro, objeto deste trabalho. Para isso foram pesquisadas diversas referências de autores nacionais e internacionais, cujas obras foram obtidas a partir de livros disponíveis nos acervos da biblioteca da faculdade de Geologia da Universidade Federal da Bahia, bem como dos bancos de dados da Scielo, CPRM-Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (Serviço Geológico do Brasil), CBPM-Companhia Baiana de Pesquisa Mineral e artigos cedidos por profissionais da área.
Esta etapa de estudos anteriores foi de grande importância para a fundamentação desta pesquisa acerca dos processos genéticos dos óxidos de Fe-Ti-V e suas relações com os litotipos encaixantes.
1.3.2 Mapeamento geológico e cadastro das ocorrências
Esta etapa correspondeu às campanhas ocorridas nos meses de janeiro e fevereiro do ano de 2012. Consistiu nas atividades de mapeamento geológico e identificação das ocorrências de titanomagnetita, sua canga ferruginosa e das formações ferríferas. O mapeamento foi feito baseado em imagens de satélites na escala 1:5000, cedidas pela empresa Rio Tinto Desenvolvimentos Minerais Ltda, que viabilizou os trabalhos de campo, disponibilizando uma equipe de apoio para facilitar o acesso às áreas de ocorrência.
Ainda nesta etapa de campo, houve uma visita técnica ao depósito de Vanádio de Maracás, este de propriedade da empresa Largo Mineração Ltda, com o intuito de fazer uma comparação direta do seu minério e litotipos associados, com as ocorrências em foco, situadas nos arredores de Jaguaquara.
Nos trabalhos de campo foi realizada a coleta de amostras para confecção de secções polidas (04 amostras) e análises geoquímicas (29 amostras).
Quanto às quatro amostras de seção polida, três são referentes à titanomagnetita maciça (amostras 50308479, 50308484 e 50308482), enquanto a outra foi de
formação ferrífera maciça. Neste último caso a seção polida foi extraída da amostra 50308473.
Já em relação às analises químicas, vinte e nove (29) no total, vinte e quatro (24) correspondem às amostras de titanomagnetita maciça, e cinco (5) às amostras de formação ferrífera. Destas, três são de formação ferrífera maciça e 2 são de formação ferrífera bandada (vide tópico 5).
1.3.3 Estudos petrográficos e litogeoquímicos
Para a realização dos estudos petrográficos, a Rio Tinto Desenvolvimentos Minerais Ltda forneceu um treinamento de petrografia de minerais não-silicáticos, no período de 4/04/2012 a 09/04/2012 nas instalações da Universidade de Brasília-UNB, o qual foi coordenado pela Professora Dra. Sylvia Maria de Araújo.
Posteriormente foram realizados estudos com os resultados das análises químicas das amostras coletadas, e assim o tratamento dos dados oriundos da petrografia e da geoquímica. Nesta etapa foram reunidos e compatibilizados os resultados dos estudos petrográficos e litogeoquímicos (elementos maiores, menores e ETRs) das ocorrências de titanomagnetita e formações ferríferas e, tratadas utilizando o software GCDkit. Foram confeccionados diagramas binários e diagramas ETRs, para a comparação litogeoquímica entre as ocorrências estudadas, inclusive, quando possível, verificando a similaridade ou não, com o depósito de Fe-Ti-V de Maracás.
1.3.4 Interpretação dos dados, confecção do mapa e da monografia
Nesta etapa foram interpretados os dados geológicos, petrográficos e litogeoquímicos, bem como a confecção de um mapa preliminar com a localização das ocorrências ferríferas na escala 1:60000, embora no campo tenha utilizado um mapa de trabalho na escala 1:5000.
2 GEOLOGIA REGIONAL E TRABALHOS ANTERIORES
O Cráton do São Francisco está inserido nos Estados da Bahia e Minas Gerais tendo sido consolidado no paleoproterozóico (ALMEIDA, 1977). Segundo Barbosa e Sabaté (2003) define-se também esse cráton como uma porção da crosta que não foi deformada durante o evento Brasiliano e se constitui na Plataforma Sul-Americana, a unidade tectônica mais bem explorada e estudada do ponto de vista geológico.
O evento geológico da colagem tectônica paleoproterozóica de placas arqueanas na Bahia levou a amalgamação de quatro segmentos arqueanos crustais, o que resultou na formação de importante cadeia de montanhas que está sendo chamada de Orógeno Itabuna Salvador Curaçá (OISC) (BARBOSA & SABATÉ, 2003) (Figura 04). Essa cadeia de montanhas encontra-se hoje totalmente arrasada deixando aflorar rochas das suas raízes, equilibradas no fácieis granulito.
Figura 04: Seção Geológica da parte sul do OISC. FONTE: (BARBOSA & SABATÉ 2002, 2004).
De acordo com Barbosa & Sabaté (2003), pesquisas recentes petrológicas, geocronológicas e isotópicas permitiram identificar quatro importantes segmentos crustais arqueanos no Cráton do São Francisco na Bahia: o Bloco Gavião, o Bloco Itabuna-Salvador-Curaçá, o Bloco Jequié e o Bloco Serrinha (Figura 05).
Figura 05: Disposição dos blocos arqueanos após a colisão paleoproterozóica que formou o Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá. FONTE: (BARBOSA & SABATÉ, 2003).
Em 1991, Sabaté afirma que, com relação à tectônica, encontra-se uma estrutura convergente maior denominada de Lineamento Contendas-Jacobina estabelecendo a junção entre três desses blocos antes citados: um a oeste correspondendo ao Bloco Gavião e dois a leste que são os Blocos Jequié e Itabuna-Salvador-Curaçá (SABATÉ, 1996).
A área de estudo deste projeto está inserida no Bloco Jequié de idade arqueana. Neste Bloco ocorrem mineralizações de Fe-Ti-V hospedadas em corpos máfico-ultramáficos, que penetraram zonas de cisalhamento profundas de trend NNE-SSW (CRUZ & SABATÉ 1995, CRUZ et AL., 1999). Anteriormente chamado de Complexo Jequié por Cordani (1973), o Bloco Jequié é caracterizado por (i) migmatitos heterogêneos com enclaves de supracrustais constituindo o componente mais antigo e de idades em torno de 3,0-2,9 Ga (WILSON, 1987; MARINHO, 1991; MARINHO et al., 1994) e (ii) intrusões múltiplas, graníticas-granodioríticas mais jovens e de baixo e alto teores de titânio (FORNARI & BARBOSA, 1994) a maioria com idades em torno de 2,8-2,7 Ga segundo os métodos geocronológicos Rb-Sr, Pb- Pb, rocha total e U-Pb SHRIMP em zircão (ALIBERT & BARBOSA, 1992). De acordo com Barbosa
& Sabaté (2003) estas intrusões eventualmente contêm megaenclaves dos migmatitos heterogêneos mais antigos. Ainda segundo estes autores, as rochas do Bloco Jequié foram intensamente deformadas e reequilibradas no fácies granulito durante a colisão paleoproterozóica, onde ocorreu um cavalgamento do Bloco Itabuna-Salvador-Curaçá sobre o Bloco Jequié. Essas deformações acompanhadas pelas recristalizações metamórficas em alto grau obliterou em grande parte os registros de eventos tectônicos e metamórficos anteriores.
Dentre os litotipos do Bloco Jequié (Figuras 06 A e 06 B), ocorrem os corpos gabro-anortosíticos.
Estas rochas gabro-anortosíticas possuem textura cumulática com a mineralogia composta de plagioclásio (anortita, labradorita e bytownita) com algum piroxênio. Os minerais acessórios são anfibólio, magnetita, ilmenita e pirita entre outros. Sua gênese se relaciona a fontes mantélicas com níveis de contaminação crustal muito baixos (ASHWAL et al., 1998).
Com relação aos depósitos de titânomagnetita presentes nesses corpos gabro-anortositos, segundo Wiebe (1992), estudos baseados em petrografia e química mineral mostram que os depósitos de Fe-Ti são comagmáticos com essas rochas plutônicas encaixantes. Considerando a localização e a distribuição das mineralizações de Fe-Ti-V e dos maciços gabro-anortosíticos na região sul da Bahia,
Figura 06 A: Mapa geológico simplificado da região granulítica parte sul/sudeste da Bahia com a localização da área de pesquisa. FONTE: Barbosa et al., 2003.
Figura 06 B: Detalhe do mapa geológico simplificado da região granulítica parte Sul/sudeste da Bahia. FONTE: (BARBOSA et al., 2003).
Sá (2010) sugere que a colocação desses maciços e mineralizações associadas está controlada pelas deformações – particularmente nas zonas de cisalhamento transcorrentes em regime dúctil – relacionadas à colisão e amalgamação entre os Blocos Jequié e o Itabuna-Salvador-Curaçá. Vale colocar que antes de Sá (2010) essas rochas gabro-anortosíticas foram estudadas com detalhe, como por exemplo, o corpo Rio Piau, Samaritana e Carapussê (CRUZ, 1989; MACÊDO, 2000, LIMA, 1997 apud SÁ, 2010).
Segundo esses autores, tais mineralizações são produtos da cristalização fracionada, onde a concentração de ferro e titânio se dá devido à formação do plagioclásio como fase mais leve predominante, o que gera um magma residual de
composição ferro-gabróica, que dá origem a essas ocorrências ferro-titanadas. Posteriormente, quando essas ocorrências passam a aflorar, processos de alterações supergênicas (laterização) formam as crostas ferríferas. Estas são expressões superficiais de corpos estreitos e descontínuos das titanomagnetitas situadas dentro dos corpos gabro-anortositos.
Com relação às formações ferríferas, motivo também deste estudo, elas situam-se no domínio do Bloco Jequié sendo consideradas genericamente como restos de supracrustais que incluem, além delas, kinzigitos, quartzitos e calcissilicáticas (BARBOSA & DOMINGEZ, 1996). Segundo James (1954), são formações correspondentes às rochas sedimentares de natureza química que contêm, pelo menos, 15% de ferro. Estas são as maiores fontes de ferro do planeta e seus depósitos estão confinados a um intervalo de tempo restrito da história geológica da Terra entre 3.8 a 1.9 Ga, e em geral estão presentes nos escudos pré-cambrianos (JAMES apud LINDENMAYER, 2001).
São rochas peculiares, formada por fácies óxidos, finamente bandadas e compostas quase exclusivamente por Fe-Si-O como elementos maiores e geralmente apresentam constituintes menores tais como Al, Ti, K e Rb. Tais elementos menores refletem contribuições terrígenas relacionadas às bacias desenvolvidas no Arqueano-Proterozóico. No que tange à associação mineral e as assinaturas geoquímicas, as rochas dessas grandes bacias, incluindo as formações ferríferas do Arqueano-Proterozóico, têm mostrado uma grande similaridade entre si (LINDENMAYER, 2001).
No caso do sul da Bahia, ocorrências de formações ferríferas (BIF’s) associadas às supracrustais, representam rochas de natureza sedimentar, química, que foram deformadas e metamorfisadas em condições de alto grau. Isso tem prejudicado as interpretações sobre o ambiente geológico/tectônico e a tipologia dessas formações, embora exista uma carência de estudos mais detalhados sobre todas essas rochas.
3 GEOLOGIA LOCAL
O termo anortosito foi introduzido por Hunt apud Burgos (2005). Segundo Streckeisen (1976) esta nomenclatura se refere estritamente a rochas ígneas que consistem de 90% ou mais de plagioclásio.
Como citado anteriormente, as ocorrências de titanomagnetitas estão ligadas aos corpos gabro-anortositos, bem como as ocorrências de ferro associadas às formações ferríferas estão presentes em rochas granulitizadas (BARBOSA, 2002). Ambas estão inseridas no domínio do Bloco Jequié (BARBOSA & SABATÉ, 2002, 2004).
Os corpos de minério maciço (titanomagnetitas) e as formações ferríferas bandadas estão em geral aparecendo sob a forma de blocos rolados, veios e crostas lateríticas superficiais conforme estão apresentados no mapa de ocorrências na figura 07. Através de estudos macroscópicos dos afloramentos dos corpos identificados em campo, delimitação e mapeamento das ocorrências, estudos petrográficos em seção polida, e posteriormente análises de geoquímica total de elementos maiores, menores, traços e ETRs, foi possível caracterizar as ocorrências, conforme detalhadas a seguir.
Figura 07: Mapa geológico de ocorrências de titânomagnetita, crosta ferruginosa compacta associada e formações ferríferas. A linha tracejada indica o limite aproximado do corpo gabro-anortosítico através da geofísica.
3.1 OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA MACIÇA
Essas ocorrências se encontram no solo, gerados a partir dos corpos gabro-anortosíticos aparecendo em geral sob a forma de blocos rolados. Elas são encontradas na área de pesquisa em vertentes de morros (Foto 01) e em canais de drenagem (Foto 02). São blocos apresentando tamanhos variando de 5cm a 1m, às vezes em forma retangular, fruto dos planos de fratura (Foto 03) nas ocorrências de titanomagnetita maciça. Às vezes apresentam as bordas arredondadas devido aos processos de transporte que, aparentemente, não foram muito importantes devido às formas pouco arredondadas dos blocos.
Foto 02: Blocos de titanomagnetita rolados em canais de drenagem. Notar os planos ortogonais de fratura na titânomagnetita maciça.
Essas ocorrências de titanomagnetita às vezes estão sob a forma de veios e disseminações nas rochas gabro-anortosíticas (Foto 04). Associadas às anomalias magnéticas limitadas na figura 07, foram encontradas e cadastradas 25 ocorrências de minério de titânomagnetita, apesar dos afloramentos serem raros devido à densa cobertura vegetal e solo espesso, produto do intemperismo que atuou sobre a região.
Cangas titaníferas e crostas lateríticas ferruginosas (Fotos 04) que, depois de “endurecidas” passaram a ter elevada resistência ao intemperismo, ocorrem em altitudes mais elevadas. Aparecem nos topos dos morros, onde os solos são bastante avermelhados, característicos de alteração e oxidação do Fe³+.
Foto 04: Veio de titanomagnetita que se sobressai no afloramento.
A titanomagnetita maciça, pouco alterada possui coloração cinza escuro, metálico e por vezes, uma capa avermelhada quando parcialmente oxidada (Foto 05).
Foto 05: Amostra de mão de titanomagnetita apresentando coloração avermelhada devido à alteração supergênica.
Em alguns afloramentos é possível identificar na titanomagnetita maciça, cristais de piroxênios ainda preservados (Foto 06). Outros minerais que estavam associados à titanomagnetita foram alterados devido aos processos intempéricos. Por vezes, inclusões (Foto 07) ou vênulas de gibbisita preenchendo planos de fratura (Foto 08) aparecem na titanomagnetita maciça. Esta gibbsita aparece, às vezes, com hábito boitroidal dentro da titanomagnetita (Fotos 09 e 10) e é produto também das alterações intempéricas.
Foto 06: Cristal de piroxênio preservado em amostra de titanomagnetita maciça.
Foto 07: Inclusões de gibbisita (cristais brancos) e cristais residuais de piroxênio (vermelhos) na titanomagnetita maciça.
Foto 08: Venulações de gibbsita preenchendo planos de fratura ortogonais no minério maciço de titanomagnetita.
Foto 10: Veio de gibbisita com hábito fibroso dentro da titanomagnetita parcialmente alterada.
No minério maciço, como indicam as fotos, identificam-se fraturas, entretanto, com relação às estruturas dúcteis, poucas foram identificadas, a não ser em alguns afloramentos como mostrado na foto 11. Neste caso, pode estar relacionada a zonas de cisalhamentos ou últimos esforços tectônicos que atingiram a região.
3.2 OCORRÊNCIAS DE CROSTAS SUPERGÊNICAS DA TITANOMAGNETITA
As ocorrências de cangas, originadas das alterações superficiais das titanomagnetitas (Foto 12) situam-se em pequenos platôs, nos topos das grandes elevações da área. Nesse caso a topografia se mantém devido à alta resistência dos materiais que a compõem.
Foto 12: Afloramento de canga ferruginosa compacta. Foto em perfil. Visada para E.
Localmente as cangas compactas ainda preservam bolsões de titanomagnetita (Foto 13). Estes corpos são formados a partir de processos de alteração supergênica (laterização) sobre o minério ferro-titanado, formando solos bastante avermelhados característicos da alteração e oxidação do Fe³+. São compostas, principalmente, por óxidos supergênicos de ferro e alumínio.
Foto 13: Canga ferruginosa compacta mantendo ainda bolsões de titanomagnetita.
3.3 OCORRÊNCIA DE FERRO DAS FORMAÇÕES FERRÍFERAS
São rochas formadas por fácies óxidos, maciças ou finamente bandadas e compostas quase exclusivamente por Fe-Si-O. Ocorrem associadas com outras rochas supracrustais que incluem quartzitos, gnaisses kinzigíticos e rochas calcissilicáticas, todas recristalizadas em fácies granulito.
Estas ocorrências são de pequenas dimensões, e quase não há a presença de canga ferruginosa, que seria gerada pela alteração supergênica do ferro das formações ferríferas. A alteração das rochas supracrustais nas quais estão inseridas as formações ferríferas gera um solo podzólico quartzoso de coloração branca (Foto 14).
Foto 14: Visão geral das sequências supracrustais com ocorrências de formações ferríferas bandadas. Detalhe para o solo podzólico quatzoso gerado a partir da degradação físico/química das supracrustais.
As formações ferríferas estudadas podem ser classificadas em dois tipos: maciças (Fotos 15 e 16), que são compostas quase exclusivamente por hematita e martita, e bandadas (Foto 17), que ocorrem com intercalações nas rochas supracrustais. Estas, fora da área estudada, incluem metacherts e gnaisses kinzigíticos (BARBOSA & SABATÉ, 2002, 2004).
Foto 15: Amostra de mão de formação ferrífera maciça.
Foto 17: Afloramento de formação ferrífera bandada, com intercalações de ferro (martita) e supracrustais (chert/ quartzitos). Foto em perfil.
A mineralogia das formações ferríferas é composta basicamente de hematita e martita, sendo esta última uma magnetita inicial que foi convertida em martita por processos intempéricos (Foto 18). Ao contrario da magnetita, a martita não tem fortes propriedades magnéticas.
Foto 18: Detalhe das formações ferríferas maciças em afloramento alterado. Conversão de magnetita em martita devido aos processos de alteração.
4 PETROGRAFIA
Neste item são apresentadas informações petrográficas adquiridas por meio de petrografia em seção polida. As unidades estudadas correspondem às titanomagnetitas maciças (03 lâminas) das amostras 50308479, 50308484 e 50308482 e das formações ferríferas maciças (01 lâmina), correspondendo à amostra 50308473.
4.1 OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA MACIÇA
A titanomagnetita maciça é representada por cerca de 90% de óxidos em volume e macroscopicamente possui cor cinza escura a preta. Ela é formada essencialmente de magnetita, ilmenita e piroxênio, tendo sido identificados também sulfetos, apesar de raros.
A magnetita perfaz, em geral, cerca de 60% dos óxidos, com cristais xenoblásticos e com lamelas exsolvidas de ilmenita, segundo planos {111}. Essas exsoluções foram favorecidas pelas altas temperaturas do sistema (de 500 a 600°C), sendo que estas microestruturas se desenvolveram em uma pequena faixa de temperatura, devido ao vagaroso processo de resfriamento (PRICE apud PRICE 1981). Os grãos apresentam tamanhos variando de 1 a 5mm. Texturalmente exibem agregados granulares, xenoblásticos, policristalinos de titanomagnetita (Fotomicrografia 01).
Fotomicrografia 01: Grãos xenoblásticos de magnetita, ilmenita e piroxênios (residuais) mostrando uma textura granular cumulática policristalina. Fotomicrografia com polarizadores cruzados. Amostra 50308484.
Os grãos apresentam-se, em sua maioria, contatos poligonais, com junções tríplices dos cristais (Fotomicrografia 02). Contatos poligonais com a ilmenita (quando não exsolvida na titanomagnetita) e contatos curvos com os grãos de piroxênio, exibindo inclusões (exsolucao) de lamelas de ilmenita.
Fotomicrografia 02: Grãos de magnetita e ilmenita apresentando contato poligonal em junções tríplices. Fotomicrografia em luz refletida com polarizadores cruzados. Amostra 50308482.
2mm
A ilmenita perfaz cerca de 30% dos óxidos em volume. Tem coloração rosada clara e apresenta-se tanto como lamelas exsolvidas na titanomagnetita (Fotomicrografia 03) devido às altas temperaturas do sistema, como em grãos xenoblásticos (Fotomicrografia 04) de tamanho variado entre 1 e 5mm. Alguns grãos ocorrem inclusos na magnetita, provavelmente correspondendo a exsolução granular. Exibem contatos poligonais entre si, e em junções tríplices com os cristais de ilmenita e de magnetita titanífera, indicando uma textura cumulática recristalizada. A presença de ilmenita em grãos individuais e em lamelas de exsolução sugere um magma bastante rico em titânio, quando foram gerados esses minerais dentro dos gabro-anortositos.
Fotomicrografia 03: Grãos xenoblásticos de magnetita com lamelas de exsolução de ilmenita. Notar o contato poligonal (junção tríplice). Fotomicrografia em luz refletida com polarizadores paralelos. Amostra 50308479.
Fotomicrografia 04: Grãos xenoblásticos de ilmenita. Fotomicrografia em luz refletida com polarizadores cruzados. Amostra 50308484.
O material da “ganga”, representado pelos piroxênios, perfaz cerca de 10% das seções estudadas, sendo os únicos silicatos representantes das amostras. Grãos variando de 1 a 4mm (Fotomirografia 05) foram identificados com frequência. Também foi notado um grão de piroxênio de tamanho aproximado de 1cm. Este apresenta contato curvo com a titanomagnetita e a ilmenita: notar que os raros sulfetos encontrados estavam inclusos nos piroxênios. Vale colocar que, devido ao alto grau de alteração das amostras analisadas, não foi possível identificar os tipos de piroxênio, sendo considerados como grãos residuais.
Fotomicrografia 05: Grãos de piroxênios em contato curvo com a magnetita e ilmenita. Fotomicrografia em luz refletida com polarizadores cruzados. Amostra 50308482.
1mm 1mm
Raros sulfetos foram observados, perfazendo menos de 1% do volume das amostras. Em seção polida apresenta-se de coloração amarelada clara, com grãos anédricos finos, de granulometria media de 0,2mm. Foram encontrados apenas inclusos nos piroxênios (Fotomicrografia 06). Sua rara ocorrência e irregularidade nas seções, não permitiu analisa-los com maior detalhe para identificar os seus tipos.
Fotomicrografia 06: Ocorrência de sulfeto incluso em grão de piroxênio. Fotomicrografia em luz refletida com nicóis cruzados. Amostra 50308484.
4.2 OCORRÊNCIAS DE CROSTAS SUPERGÊNICAS DA TITANOMAGNETITA
Não foram realizados estudos petrográficos em seção polida das crostas ferruginosas associadas às titanomagnetitas.
4.3 OCORRÊNCIAS DE FERRO DAS FORMAÇÕES FERRÍFERAS
As formações ferríferas estudadas podem ser classificadas em dois tipos: maciças com Fe2O3 em torno de 90% e bandadas, que ocorrem com intercalações de ferro e
chert, com Fe2O3 em torno de 40%. No entanto, em seção polida, foi estudada
apenas a amostra maciça, correspondente ao número 50308473. Essa está deformada, metamorfisada e recristalizada, sendo composta principalmente por hematita e martita, como descritas a seguir.
Nas seções polidas das formações ferríferas maciças, a martita/hematita perfazem cerca de 94% da rocha e a goethita, cerca de 6%. A martita é formada pela alteração da magnetita e a goethita pela alteração intempérica da hematita.
Vale acrescentar que foi estudada apenas uma amostra, a qual estava alterada dificultando, assim, a descrição com clareza dos seus constituintes minerais e tornando difícil a separação da hematita e da martita.
A magnetita encontra-se totalmente martitizada, apresentando-se em lâmina com uma textura granoblástica. Isto se deve à recristalização que fez transformar em hematita pseudomórfica a própria magnetita.
A martita se apresenta de coloração cinza escuro com nicóis cruzados, e cor branca em luz plana, com granulometria média variando de 0,5 a 1,5mm (Fotomicrografia 07).
Fotomicrografia 07: Grãos de martita (em branco) . Fotomicrografia em luz refletida com nicóis descruzados. Amostra 50308473.
A goethita aparece como produto de alteração da hematita (martita), preenchendo cavidades (Fotomirografia 08) e envolvendo, por vezes, cristais de hematita.
Fotomicrografia 08: Grão de hematita (martita) tendo suas fraturas preenchidas por goethita em vermelho. Fotomicrografia em luz refletida com nicóis cruzados. Amostra 50308473.
5 LITOGEOQUÍMICA
Neste trabalho foram executadas análises químicas totais (elementos maiores, traços e Terras Raras) para as amostras de titânomagnetita maciça e formações ferríferas (maciças e bandadas), com o intuito de compará-las do ponto de vista geoquímico.
Foram analisadas 29 amostras dessas ocorrências, sendo 24 para as titânomagnetitas maciças (Tabela 01) e 05 para as formações ferríferas (03 maciças e 02 bandadas) (Tabela 02).
Tabela 01: Elementos maiores, menores e Terras Raras para as amostras de titânomagnetita maciça de Baixão de Ipiúna. Destacado em vermelho, os mais altos teores de vanádio.
Amostra 50022618 50223269 50308474 50308478 50223259 50223257 50308479 50223260 Petrologia Titmag Titmag Titmag Titmag Titmag Titmag Titmag Titmag
Tipo Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço
SiO2 0,27 0,17 1,13 0,26 0,51 0,31 0,33 0,21 TiO2 24,5 19,6 20 19,9 27,1 25 20,8 26,4 Al2O3 1,45 2,31 4 6,31 4,5 2,53 3,44 3,13 FeO - - - - Fe2O3 74,7 77 73,9 67 65,9 69,9 72,9 67,9 MnO 0,32 0,28 0,32 0,27 0,31 0,26 0,31 0,28 MgO 0,31 0,52 0,61 0,29 0,35 0,34 0,52 0,24 CaO 0,01 <0.01 0,06 0,03 0,01 <0.01 0,03 <0.01 Na2O <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 K2O <0.01 <0.01 0,01 0,02 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 V2O5 0,72 1,42 1,19 1,16 0,09 0,14 1,19 0,11 P2O5 <0.01 <0.01 <0.01 0,019 0,169 0,048 0,015 0,075 La 0,7 0,4 0,5 1,6 0,9 2,3 0,7 2,3 Ce 7,14 2,43 5,19 24,4 2,86 7,74 3,79 6,91 Pr 0,29 0,18 <0.05 0,34 0,28 0,71 0,33 0,54 Nd 1 0,7 <0.1 1,3 0,9 2,4 0,3 2,3 Sm <0.1 <0.1 <0.1 0,4 0,4 0,3 0,3 0,4 Eu 0,05 <0.05 <0.05 0,11 0,1 0,06 <0.05 0,07 Gd 0,09 <0.05 0,08 0,28 0,3 0,48 0,37 0,36 Tb <0.05 <0.05 <0.05 0,06 <0.05 0,06 0,09 <0.05 Dy <0.05 <0.05 0,22 0,32 0,28 0,35 0,09 0,28 Ho <0.05 <0.05 <0.05 0,09 0,06 <0.05 0,07 <0.05 Er 0,06 <0.05 0,07 0,1 0,28 <0.05 0,2 0,13 Tm <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 0,15 <0.05 Yb <0.1 <0.1 <0.1 0,1 0,5 0,2 0,2 0,2 Lu <0.05 <0.05 0,24 <0.05 0,06 0,05 0,07 0,09
Amostra 50223263 50223270 50223258 50308482 50308483 50308484 50308476 50308477 Petrologia Titmag Titmag Titmag Titmag Titmag Titmag Titmag Titmag
Tipo Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço
SiO2 0,13 0,21 0,16 1,39 0,22 1,61 0,25 0,35 TiO2 25,3 18,6 25,5 19,8 21,2 25,9 22,8 19,8 Al2O3 2,12 2,67 1,97 3,87 2,18 3,96 2,51 4,32 FeO - - - - Fe2O3 71,5 78,9 72,3 72,9 75,6 67,8 75,7 74,7 MnO 0,37 0,33 0,38 0,26 0,3 0,38 0,35 0,33 MgO 0,36 0,69 0,28 0,52 0,4 0,26 0,68 0,5 CaO <0.01 <0.01 0,01 0,04 0,04 0,04 0,06 0,06 Na2O <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 0,12 0,11 K2O <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0,01 0,01 <0.01 <0.01 V2O5 0,1 0,63 0,05 1,27 1,24 0,17 0,67 1,15 P2O5 0,058 0,018 0,093 <0.01 0,043 0,133 0,128 0,148 La 2,6 3,7 1,1 2,6 1,4 1,6 2,6 4,2 Ce 6,28 3,92 2,33 4,06 4,24 4,17 6,51 9,26 Pr 0,71 0,54 0,35 0,89 0,6 0,46 0,94 1,13 Nd 2,9 1,9 1,6 2 2,3 2,2 3,6 4,2 Sm 0,6 0,3 0,2 1,4 0,4 0,6 0,8 1,2 Eu 0,34 <0.05 <0.05 0,64 0,14 0,08 0,24 0,33 Gd 1,13 0,12 0,17 2,57 0,33 0,93 1,06 1,46 Tb 0,09 <0.05 <0.05 0,68 0,1 0,1 0,18 0,19 Dy 1,01 0,1 0,19 4,31 0,57 0,55 0,83 1,17 Ho 0,23 <0.05 <0.05 0,87 0,08 0,18 0,2 0,25 Er 0,79 <0.05 0,09 3,54 0,14 0,38 0,5 0,43 Tm 0,08 <0.05 <0.05 0,34 <0.05 <0.05 <0.05 0,08 Yb 0,7 <0.1 0,1 2,7 0,3 0,7 0,2 0,2 Lu 0,18 <0.05 <0.05 0,28 <0.05 0,14 <0.05 0,17
Amostra 50223261 50223256 50223252 50223255 50223254 50223253 50223264 50223262 Petrologia Titmag Titmag Titmag Titmag Titmag Titmag titmag Titmag
Tipo Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço Maciço
SiO2 0,12 1,34 0,82 0,22 0,99 2,02 0,15 0,21 TiO2 27,6 15,4 20,3 25,5 16,8 17,2 23,9 26,9 Al2O3 1,16 2,83 3,04 6,58 7,22 6,73 1,28 1,4 FeO - - - - - Fe2O3 69,6 74,4 73,4 63,7 69,4 70,4 74 69,3 MnO 0,27 0,11 0,29 0,24 0,18 0,27 0,34 0,29 MgO 0,32 0,14 0,65 0,36 0,29 0,57 0,32 0,41 CaO 0,01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0,01 0,01 Na2O <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 0,11 K2O <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 V2O5 0,12 0,09 1,37 0,09 1,46 1,25 0,26 0,11 P2O5 0,025 0,13 0,01 0,024 0,011 0,02 0,041 0,033 La 1,5 1,1 0,2 2,3 1 1,6 0,5 10,1 Ce 4,29 2,52 2,51 7,72 11,47 7,23 0,91 3,57 Pr 0,4 0,35 0,13 0,89 0,8 0,71 0,17 2,05 Nd 1,5 1,2 0,5 3,8 2,6 2,5 0,5 9,2 Sm 0,3 0,3 <0.1 0,6 0,4 0,4 0,1 1,8 Eu 0,14 0,07 <0.05 0,26 <0.05 0,13 0,09 0,87 Gd 0,4 0,15 <0.05 1 0,47 0,67 0,09 2,79 Tb <0.05 <0.05 <0.05 0,11 <0.05 0,06 <0.05 0,31 Dy 0,42 0,28 <0.05 0,77 0,31 0,62 0,07 2,23 Ho <0.05 <0.05 <0.05 0,17 <0.05 0,09 <0.05 0,44 Er 0,16 0,3 <0.05 0,32 <0.05 0,35 <0.05 1,07 Tm <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 0,07 Yb 0,4 0,5 <0.1 0,2 <0.1 0,2 0,2 0,6 Lu <0.05 0,05 <0.05 <0.05 0,06 0,12 0,07 0,09
Tabela 02: Elementos maiores, menores e Terras Raras para as amostras das formações ferríferas. Destaque em vermelho para os teores de Fe2O3.
Amostra 50223265 50223266 50223267 50223268 50308473
Petrologia FF FF FF FF FF
Tipo Maciço Bandado Maciço Bandado Maciço
SiO2 1,09 36,2 3,39 50,7 0,3 TiO2 2,87 0,23 0,12 0,1 0,57 Al2O3 1,21 0,62 0,86 0,45 1,44 FeO - - - - - Fe2O3 92,3 61,1 93,3 48,1 94,9 MnO 0,03 1,01 1,76 0,06 0,07 MgO <0.1 <0.1 0,35 <0.1 <0.1 CaO <0.01 <0.01 <0.01 0,01 0,04 Na2O <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 K2O <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 V2O5 0,06 <0.01 <0.01 <0.01 0,09 P2O5 0,079 0,044 0,036 0,014 0,062 La 14,4 2,6 1,9 0,9 6,7 Ce 40,97 24,09 27,65 2,64 5,5 Pr 3,38 0,73 0,81 0,27 1,24 Nd 11,9 2,6 2,8 0,9 3,9 Sm 1,9 0,7 0,6 0,4 1,1 Eu 0,26 <0.05 0,11 <0.05 0,47 Gd 1,43 0,47 0,57 0,11 1,31 Tb 0,11 <0.05 <0.05 <0.05 0,18 Dy 0,96 0,58 0,63 0,29 0,37 Ho 0,17 0,13 0,07 <0.05 0,29 Er 0,39 0,26 0,33 <0.05 0,47 Tm <0.05 <0.05 0,06 <0.05 0,16 Yb 0,3 0,4 0,4 0,2 0,5 Lu 0,07 0,12 0,09 <0.05 0,12
5.1 OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA MACIÇAS
Para as ocorrências de titanomagnetita maciça, verificando a tabela 01, nota-se que, em termos de elementos maiores, os valores de K2O, Na2O, P2O5, MgO e CaO são
muito baixos (menores que 0,01% para a maioria das amostras); o V2O5 varia de
o Fe2O3, com maior quantidade que os outros elementos, exibindo teores
aproximados variando de 55 a 75%.
Diagramas binários de Fe2O3 x V2O5, Fe2O3 x TiO2 e Fe2O3 x Al2O3 foram
confeccionados utilizando o software GCdkit destacando as amostras que tiveram seções polidas estudadas petrograficamente. As amostras do depósito de Fe-Ti-V de Maracás (amarelo) e as ocorrências de Tancredo Neves (azul) foram colocadas nos gráficos para auxiliar as comparações e interpretações dos ambientes em que elas se formaram. A partir daí, nesses gráficos foram plotadas as composições químicas das titânomagnetitas maciças de Baixão de Ipiúna.
Para o diagrama de Fe2O3 x V2O5, as amostras apresentam-se com teores de V2O5
variando de 0,1% a 1,46%. Comparadas com as amostras de Maracás (amarelo), as amostras de titânomagnetita maciças (azul claro) apresentam-se com elevados teores de ferro, porém exibem menores teores de vanádio. Estas se assemelham às amostras de titnomagnetita de Tancredo Neves (azul) que foram estudadas por Gustavo Martins (2012) em seu Trabalho Final de Graduação, gerando um trend preferencial indicado na figura 8.
Figura 08: Diagrama binário Fe2O3 x V2O5 mostrando os campos dos diferentes grupos de amostras sendo destacadas aquelas que tiveram seções polidas estudadas. Em amarelo estão representadas amostras do depósito de Fe-Ti-V de Maracás; em azul escuro as amostras de titanomagnetita de Tancredo Neves do TFG do aluno Gustavo Martins; em azul claro estão representadas as amostras de titanomagnetita maciça da área de pesquisa; em verde amostras das formações ferríferas estudadas.
O diagrama Fe2O3 x TiO2 (Figura 09) mostra uma variação nos teores de TiO2 de
16% a 28%, que é função da presença da ilmenita, um oxido de titânio. Nesse gráfico percebe-se um maior enriquecimento nos teores de titânio nas amostras da região de Baixão de Ipiúna em comparação com aquelas de Maracás. O titânio substitui o ferro na magnetita, formando exsoluções, como visto no item da petrografia. Portanto, este pode dificultar ou mesmo impedir a substituição do ferro pelo vanádio. Observa-se uma superposição dos pontos representativos das composições químicas entre as amostras de Tancredo Neves e Baixão de Ipiúna.
Figura 09: Diagrama binário Fe2O3 x TiO2 mostrando os trends dos diferentes grupos de amostras, sendo aquelas que possuem seção polida indicadas pelas suas numerações. Em amarelo estão representadas as amostras do depósito de Fe-Ti-V de Maracás; em azul escuro as amostras de titânomagnetita de Tancredo Neves do TFG do aluno Gustavo Martins; em azul claro estão representadas as amostras de titânomagnetita maciça de Baixão de Ipiúna, e de verde, amostras das formações ferríferas estudadas na área de pesquisa.
O diagrama Fe2O3 x Al2O3 (Figura 10) demonstra no caso das amostras de Baixão
de Ipiúna, uma variação de 1% a 7% nos teores de Al2O3. Para este diagrama, não
foram apresentadas as amostras referentes ao depósito de Maracás, visto que elas não possuem resultados químicos de Al2O3. Comparadas com as amostras de
Tancredo Neves, as amostras de Baixão de Ipiúna se dispersam mais neste diagrama, por apresentarem maiores teores de Al2O3. Tal disposição, possivelmente,
está ligada a alterações supergênicas fizeram variar a concentração do alumínio nas amostras. Considera-se que durante o processo de laterização dos corpos
anortosíticos, o alumínio se concentrou no solo formando a gibbsita, um hidróxido de alumínio (Al(OH)3).
Figura 10: Diagrama Fe2O3 x Al2O3 mostrando a dispersão das amostras de titanomagnetita de Tancredo Neves (azul escuro), e de Baixão de Ipiúna (azul claro). Em verde estão indicadas as amostras das formações ferríferas (maciça e bandada) de Baixão de Ipiúna. Novamente foram indicadas as amostras que possuem seções polidas.
A figura 11 exibe os teores de Terras Raras (normalizados para o condrito de Boynton, 1984), tanto para as amostras de Tancredo Neves (azul escuro), como para aquelas de Baixão de Ipiúna (azul claro). Neste último caso, observa-se nos padrões Terras Raras anomalias positivas ou negativas de Eu e Ce e na maioria, anomalias positivas de Tm, Yb e Lu. Vale colocar também que os padrões de Terras Raras das amostras de Baixão de Ipiúna se confundem com aquelas de Tancredo Neves.
Maciça Bandada
Figura 11: A) Padrões de terras raras para as amostras de Baixão de Ipiúna (azul claro). B) Padrões terras raras para as amostras de Tancredo Neves (azul escuro).
A)
5.2 OCORRÊNCIA DE FERRO DAS FORMAÇÕES FERRÍFERAS
No caso das formações ferríferas maciças e bandadas, suas amostras apresentam altos teores de sílica e ferro e baixos teores de alumínio, sódio e potássio (vide Tabela 02).
Quanto aos elementos maiores em ambos os tipos de formações ferríferas, os teores mostram pequenas quantidades (< 0,5%) de MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5 e
V2O5. Para o Al2O3, encontram-se valores de 0,5 a 1,5%. Os teores de TiO2 podem
variar de 0,2 a 3%. Quanto ao Fe2O3, se é possível perceber com clareza, que as
amostras bandadas (ferro com intercalações de chert) possuem valores de até 60%, enquanto que as maciças exibem teores maiores chegando a ultrapassar os 90% de Fe2O3.
No diagrama da figura 08 nota-se que as amostras de ferro das formações ferríferas maciças embora possuam elevados teores de Fe2O3 (~90%), os teores de V2O5 são
muito baixos, menores que 0,3%. As amostras bandadas (ferro intercalado com camadas de chert) não apareceram no diagrama, visto que os teores de V2O5 são
abaixo do limite de detecção desse óxido. Com relação à SiO2 estas amostras de
formação ferrífera maciça apresentam pouca quantidade de SiO2, chegando até 5%,
embora as amostras onde o ferro ocorre intercalado com níveis de chert possuam teores de SiO2 bem maiores (36-50%), como era de se esperar.
O diagrama Fe2O3 x Ti2O3 está representado na figura 09, onde as amostras de
formação ferrífera (maciças e bandadas) (verdes) apresentam baixos teores de titânio, sendo diferenciadas das titanomagnetitas, visto que essas rochas possuem a ilmenita na sua mineralogia.
Em relação aos teores de alumínio, a figura 10 mostra baixos teores de Al2O3. Seus
valores de alumínio são bem mais baixos que as amostras de titanomagnetita de Baixão de Ipiúna e Tancredo Neves, não ultrapassando os 2%.
Quanto aos ETR’s, as amostras apresentam no geral, enriquecimento em ETR leves, e empobrecimento em ETR pesados, conforme mostrado na figura 12 para as formações ferríferas maciças, e na figura 13 para as formações ferríferas bandadas.
Figura 13: Padrão de elementos terras raras das amostras de formação ferrífera bandada.
De acordo com Peter (2003), os ETR são divergentes entre os tipos de formações ferríferas. Estas podem ter sua origem relacionada a processos vulcânicos ou sedimentares. Para as formações ferríferas de origem vulcânica, segundo este autor, os ETR pesados (ETRP) estão em maior quantidade, enquanto há um baixo enriquecimento nos ETR leves (ETRL), além de anomalia positiva de Eu; aquelas formações ferríferas cuja origem está relacionada a processos sedimentares, as baixas anomalias de Eu e o índice de enriquecimento em ETRL são característicos. Portanto, de uma maneira geral, as amostras de formações ferríferas da área de estudo estariam classificadas como de origem sedimentar, segundo este autor, por apresentarem enriquecimento em ETRL e baixas anomalias de Eu. Tal fato era de se esperar devido às formações ferríferas da área de estudo estarem associadas com rochas supracrustais como quartzitos e calcissilicáticas. No entanto, as amostras encontram-se em ambiente de alteração supergênica, que podem confundir ou atrapalhar tais investigações a respeito do ambiente geológico de formação das amostras.
