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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
Curso de GeologiaGUSTAVO DE AGUIAR MARTINS
ESTUDO DAS OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA EM
GABRO-ANORTOSITOS NA REGIÃO DO MUNICÍPIO DE
TANCREDO NEVES-BA
Salvador, Bahia
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GUSTAVO DE AGUIAR MARTINS
ESTUDO DAS OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA EM
GABRO-ANORTOSITOS NA REGIÃO DO MUNICÍPIO DE
TANCREDO NEVES-BA
Monografia apresentada ao Curso de Geologia, Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Geologia.
Orientador: Prof. Dr. Johildo Salomão Figueirêdo Barbosa
Salvador, Bahia
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GUSTAVO DE AGUIAR MARTINS
ESTUDO DAS OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA EM
GABRO-ANORTOSITOS NA REGIÃO DO MUNICÍPIO DE
TANCREDO NEVES-BA
Monografia aprovada como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Geologia, Universidade Federal da Bahia, pela seguinte banca examinadora:
_______________________________________________________________ 1º Examinador - Prof. Dr. Johildo Salomão Figueirêdo Barbosa - Orientador Doutor em Geologia pela Universidade de Paris - França
Instituto de Geociências - UFBA
_______________________________________________________________ 2º examinador - Profa. Dra. Ângela Beatriz de Menezes Leal
Doutora em Geologia pela Universidade de São Paulo - USP Instituto de Geociências - UFBA
_______________________________________________________________ 3º Examinador – Jofre de Oliveira Borges
Geólogo da CBPM
Salvador, Bahia
4 AGRADECIMENTOS
Agradeço ao Prof. Johildo pela orientação, pelo apoio e ajuda na obtenção de uma oportunidade junto à Rio Tinto.
À Prof.ª Olívia por ter lutado pela minha vaga durante o período de 2007, por acreditar que eu sou uma pessoa que mereceu ter um lugar na Universidade, mesmo com as dificuldades na mudança para Salvador.
Às Profs. Ângela Leal, Simone Cruz e Iracema Reimão pelo apoio e conforto neste meu período em uma Universidade tão longe de casa. Às Profs. Morgana, Simone Moraes, Marcelo Lima, Sara, Ivana e Jorge por mostrarem que apesar de todas as dificuldades educacionais eu conseguiria vencer.
À Rio Tinto especialmente Graham, Osvaldo, Izael, Tiago, Fagner, Morais, Sebastião e Vinícius pelo apoio ao longo de todas as etapas deste trabalho.
À Professora Sylvia e o colega Túlio pelo apoio na Universidade de Brasília. Ao meu irmão baiano Yuri Hamayano e ao amigo Eduardo Cardoso pelas conversas, aos colegas da UFBA. À Humberto Azambuja por acreditar que eu era capaz.
À minha namorada e melhor amiga Muriel Marino por todo carinho. Por ter estado para mim na alegria e na tristeza. Por me esforçar a ser uma pessoa melhor, ver o lado bom das coisas e me mostrar o sol e a lua.
Ao meu pai pelo suporte incondicional. Por me mostrar que ainda existe espaço para boas pessoas neste mundo em que vivemos. Às minhas irmãs pelo carinho e pensamentos positivos. Pele de Raposa agradece.
À minha mãe por ter me feito descobrir que, quando eu olhava para o chão e enxergava somente duas pegadas, era na verdade porque ela estava me levando nos braços. Descanse em paz.
Dedico esta monografia à minha avó Amélia de Castro Cotta pela ajuda em me ensinar a ler, escrever e pesquisar. Por ser o maior exemplo de superação que a vida jamais poderia me mostrar.
5 RESUMO
As ocorrências de óxidos de Fe-Ti-V no município de Tancredo Neves no sul do Estado da Bahia, objeto de estudo desta monografia, ocorrem associados à rochas da série anortosítica intrusivas em terrenos próximos da zona de colisão paleoproterozóica entre os Blocos arqueanos Jequié e Itabuna-Salvador-Curaçá. Este material foi formado pela cristalização de um fundido muito rico em ferro a partir da cristalização de um magma silicático, gerando corpos concordantes e discordantes com as rochas que o encaixam. O vanádio, que é um elemento químico de caráter estratégico, pode substituir geoquimicamente elementos, como o titânio, na estrutura de minerais como a titanomagnetita. Na área de estudo, observou-se afloramentos de óxidos bastante intemperizados e assim, associados á cangas ferruginosas decorrentes da alteração supergênica do material. Estudos petrográficos foram executados a partir da microscopia de reflexão sobre três seções polidas aonde foi possível determinar a assembléia mineral (magnetita e ilmenita) assim como processos de exsolução entre magnetita, ilmenita, ulvospinélio e hematita. A textura do material apresentado é predominantemente cumulática. Pela litogeoquímica foi possível uma avaliação composicional da titanomagnetita de Tancredo Neves através da análise dos diversos elementos químicos assim como a possibilidade de comparação com o minério de Fe-Ti-V presente em outros depósitos como, por exemplo, o localizado em Maracás-BA. Nesse trabalho foi gerado um mapa de ocorrências de titanomagnetita de Tancredo Neves, na escala de 1:5.000, aonde é exposta a localização das ocorrências do óxido maciço e suas cangas ferruginosas associadas.
Palavras-chave: Titanomagnetita, Anortosito, Fe-Ti-V, Vanádio, Tancredo Neves.
6 ABSTRACT
The occurences of the Fe-Ti-V at the city of Tancredo Neves in the southern region of the Bahia State, object of this thesis, occur associated with anorthositic rock series produced through the paleoproterozoic collision between the Jequié archean block and the Salvador-Itabuna Belt. This material was generated through the crystallization of a residual iron-rich melt because of the crystallization of a silicatic magma generating both concordant and discordant oxide bodies comparing with the host rocks. The Vanadium, which is a strategic chemical element, can substitute elements like Titanium inside the minerals structure such as titanomagnetite. In the area, high weathered oxide outcrops associated with its supergenic iron duricrusts were observed. Petrographic studies were performed through light reflection techniques on three samples where was possible to determine the mineral assemblage (magnetite and ilmenite) and exsolution process between magnetite, ilmenite, ulvospinel and hematite. The texture is predominantly cumulatic. Through lithogeoquimic, a compositional evaluation of the Tancredo Neves titanomagnetite was possible in order to analyze the proportion of the several chemical elements and the possibility of comparison with the Fe-Ti-V ore of other deposits that can be found in literature. The other product of this work is a map of the Tancredo Neves titanomagnetite occurrences, at the 1:5.000 scale, where it is exposed the locations of the oxide occurrences and its ferrigenous duricrusts associated.
7 SUMÁRIO LISTA DE FOTOS...09 LISTA DE MICROFOTOGRAFIAS...10 LISTA DE FIGURAS...11 LISTA DE TABELAS...12 1. INTRODUÇÃO...13
1.1. LOCALIZAÇÃO DA ÁREA ESTUDADA...14
1.2. OBJETIVOS E JUSTIFICATIVAS...15
1.3. METODOLOGIA...15
1.3.1. Levantamento Bibliográfico...15
1.3.2 Trabalhos de Campo...16
1.3.3. Confecção de Mapa de Ocorrências...16
1.3.4 Estudos Petrográficos...17
1.3.5 Estudos Litogeoquímicos...17
1.4.6. Tratamento e integração de dados...17
1.4.7. Elaboração da Monografia...17
2. GEOLOGIA REGIONAL...18
3. GÊNESE DAS OCORRÊNCIAS DE FE-TI-V...22
4. GEOLOGIA LOCAL...26
4.1. OCORRÊNCIAS DE TITÂNOMAGNETITA MACIÇA...26
4.2. OCORRÊNCIAS DE CROSTAS SUPERGÊNICAS SUPERFICIAIS DA TITANOMAGNETITA...31
5. PETROGRAFIA...35
5.1. OCORRÊNCIAS DE TITÂNOMAGNETITA MACIÇA...35
5.2. OCORRÊNCIAS DE CROSTAS SUPERGÊNICAS SUPERFICIAIS DA TITANOMAGNETITA...41
8 6. LITOGEOQUÍMICA...42 6.1. OCORRÊNCIAS DE TITÂNOMAGNETITA MACIÇA...46 6.2. OCORRÊNCIAS DE CROSTAS SUPERGÊNICAS SUPERFICIAIS DA TITANOMAGNETITA...49
7. CONCLUSÕES...50 REFERÊNCIAS...52
9 LISTA DE FOTOS
Foto 01: Contraste de cor entre o solo arroxeado à esquerda derivado do óxido de titanomagnetita, com solo amarronzado a direita, produto da alteração das encaixantes gabro-anortosíticas. Registrado na coordenada UTM de 445300/8513461...p. 26
Foto 02: Óxido ferro-titanado maciço. Registrado na coordenada UTM de 442117/8510653...p. 27
Foto 03: Óxido ferro-titanado intemperizado. Registrado na coordenada UTM de 442160/8510730...p. 27
Foto 04: A seta amarela mostra cristais de piroxênio alterados dos gabro – anortositos encaixantes preservados juntamente ao óxido maciço de titanomagnetita, sugerindo acamamento ígneo devido a processos de cristalização fracionada e/ou segregação gravitacional. Registrado na coordenada UTM de 440736/8509569...p. 28
Foto 05: Afloramento de titanomagnetita. Registrado na coordenada UTM de 440798/8509696...p. 28
Foto 06: Dragfolds em afloramento de titanomagnetita maciça. Registrado na coordenada UTM de 440798/8509696. ...p. 29
Foto 07: Corpo de óxido encaixado sobre rochas ricas em plagioclásio. A seta vermelha indica o óxido e a seta amarela indica a rocha encaixante gabro-anortosítica. O contato é gradual. Registrado na coordenada UTM de 440798/8509696...p.30
Foto 08: Veios de óxido intrudindo rochas charnockiticas que são encaixantes das rochas gabro-anortosíticas. Registrado na coordenada UTM de 440713/8509696 ...p.30
10 Foto 09: Blocos rolados de óxido de Fe-Ti. Registrado na coordenada de 444960/8513020...p.31
Foto 10: Canga ferruginosa. Registrado na coordenada UTM de 445290/8513460...p.32
Foto 11: Canga ferruginosa. A seta indica evidencia processos de alteração supergênica da magnetita gerando coloração laranja-avermelhada devido à produção de goethita e hematita...p.33
LISTA DE MICROFOTOGRAFIAS
Foto 12: Cristais de ilmenita (rosa) e magnetita (cinza claro) apresentando contatos cristalinos retos a levemente curvos e textura cumulática. Retirado da lâmina 50308469...p.36
Foto 13: Ex-solução de ulvoespinélio em cristais de magnetita formando textura em caixa. Registrado da lâmina 5030846...p.37
Foto 14: Ex-solução de lamelas de hematita em cristais de ilmenita. Registrado da lâmina 50308464...p.37
Foto 15: Ex-solução de ilmenita em magnetita. A ilmenita apresenta textura em treliça. Retirado da lâmina 50308461...p.38
Foto 16: Ex-solução de ilmenita em magnetita. A ilmenita apresenta textura em treliça. Retirado da lâmina 50308461...p.39
Foto 17: Cristais de ilmenita apresentado textura de ilmenita composta. Retirado da lâmina 50308469. ...p.39
Foto 18: Ex-solução de ilmenita na magnetita. A ilmenita apresenta textura em manchas. Registrado da lâmina 50308468...p.40
11 LISTA DE FIGURAS
Figura 01: Mapa de localização da área de estudo. FONTE: (CBPM/CPRM, 2003, modificado)...p. 14
Figura 02: Disposição dos Blocos Gavião, Jequié, Serrinha e Itabuna-Salvador- Curaçá (adaptado de Barbosa & Sabaté, 2002)...p. 18
Figura 03: Mapa geológico simplificado da região granulítica parte Sul/sudeste da Bahia (modificado de BARBOSA et al., 2003)...p. 20
Figura 04: modelo esquemático da colocação de corpos anortositos com Fe-Ti do sul da Bahia (SÁ, 2010)...p. 25
Figura 05: Mapa de Ocorrências do óxido de titanomagnetita de Tancredo Neves-BA na escala de 1:60.000. No fundo foi colocado o mapa da Carta Geológica de Amargosa, fruto do convênio entre CPRM/UFBA/FAPEX...p. 34
Figura 06: Comparação de Fe2O3 por TiO2 do material de Maracás (preto), Pan Zi
Hua (verde) e Tancredo Neves (Demais cores)...p. 47
Figura 07: Comparação de Fe2O3 por V2O5 do material de Maracás (preto), Pan Zi
Hua (verde) e Tancredo Neves (Demais cores)...p. 47
Figura 08: Comparação de Fe2O3 por Al2O3 do material de Pan Zi Hua (verde) e
Tancredo Neves (Demais cores)...p. 48
Figura 09: Análise de elementos Terras-Raras pelo condrito. Amostras de titanomagnetita de Pan Zi Hua (verde) e Tancredo Neves (Demais cores)...p. 49
Figura 10: Esquema das fases do processo metalogenético do óxido de titanomagnetita de Tancredo Neves-Bahia (modificado de ZHOU, 2005)...p. 51
12 LISTA DE TABELAS
Tabela 01: Análise Química (% e ppm) da Titanomagnetita de Tancredo Neves. As amostras 50308152, 50308153, 50308154 e 50308159 são de crostas supergênicas de titanomagnetita. As outras são da titanomagnetita sem a dita alteração...p. 43
13 1. INTRODUÇÃO
Os elementos ferro, titânio e vanádio possuem suma importância para a sociedade tecnológica a qual estamos inseridos. Algumas aplicações tecnológicas dos dois primeiros já são bem conhecidas como, por exemplo, a confecção de materiais e ligas, pigmentação, entre outros. O vanádio, elemento menos comum, pode ser adicionado em ligas de aço visando aumentar sua resistência, sendo aplicadas na indústria automobilística, aeroespacial, em ferramentas e outras funções.
O vanádio não é encontrado na natureza em estado nativo. Ele ocorre como substituição na estrutura de outros minerais como, por exemplo na titanomagnetita.
A titanomagnetita, formada pela substituição de pequenas quantidades de titânio na estrutura da magnetita (STATON, 1972), assim como a própria magnetita, podem ser hospedeiros do vanádio já que os íons V são geoquimicamente similares aos íons Fe. Desta forma, torna-se possível gerar substituições geoquímicas na estrutura cristalina destes minerais.
Os óxidos de Fe-Ti-V podem gerar depósitos de grande importância econômica. Internacionalmente, pode-se citar depósitos como os de Bushveld (Africa do Sul), Allard Lake (Canadá), Pan Zi Hua (China), entre outros. Na Bahia, existem importantes depósitos como o de Campo Alegre de Lourdes e o Sill do Rio Jacaré, no município de Maracás.
Na área deste trabalho, diagnosticou-se mineralizações de Fe-Ti-V associados á rochas gabro-anortosíticas na forma de corpos maciços ou disseminados. Aparecem na superfície sob a forma de cangas ferruginosas.
Devido á necessidade de estudo das ocorrências, a RTDM - Rio Tinto e Desenvolvimento Mineral – iniciou a realização de pesquisas sobre estas ocorrências de titanomagnetita na tentativa de relacioná-las com suas rochas hospedeiras e verificar suas potencialidades. Sendo assim, foi essa empresa que deu todo o apoio financeiro na realização dessa pesquisa.
14 1.1. LOCALIZAÇÃO DA ÁREA ESTUDADA
A área de estudo (Figura 01) está inserida em terrenos metamórficos de alto grau do Bloco Jequié, na região leste da Bahia, aonde predominam rochas do fácies granulíto.
O acesso se faz a partir de Salvador seguindo através da BR-324 por 91,4 km até Conceição do Jacuípe. Em seguida segue-se pela BR-101. Na rotatória, utiliza-se a primeira saída para a rampa de acesso à BR-101. O restante do percurso utiliza-se faz por esta estrada até o município de Tancredo Neves. A área de trabalho se situa nas proximidades da sua sede seguindo para oeste em estrada não pavimentada.
15 1.2. OBJETIVOS E JUSTIFICATIVAS
O objetivo deste trabalho foi basicamente delimitar as ocorrências de titanomagnetita e crostas ferruginosas presentes nas rochas gabro-anortosíticas, assim como executar análises petrográficas e litogeoquímicas deste material, visando caracterizá-los do ponto de vista geológico.
Foi realizado um mapeamento geológico na escala de 1:5.000 visando demarcar, em detalhe, a morfologia e extensão das ocorrências assim como sua distribuição espacial.
As ocorrências de titanomagnetita e cangas ferruginosas na área proposta para pesquisa estão sendo identificadas pela RTDM que visa à pesquisa de bauxita na região, visto que estão realizando trabalhos de prospecção e mapeamento geológico nos arredores do município de Tancredo Neves – Bahia. Vale lembrar que trabalhos sobre os maciços gabro-anortosíticos de Ipiaú, Samaritana e Carapussê foram realizados anteriormente, como por exemplo, o estudo feito por Cruz (1989) e Burgos (2005).
O mapeamento desta canga laterítica ferruginosa superficial, advinda da alteração supergênica da titanomagnetita, é importante visto que tais crostas são também expressões superficiais de corpos estreitos e descontínuos de piroxenito situados dentro dos corpos gabronoríticos e anortosíticos da região. Esses podem ser, eventualmente, portadores de mineralização de sulfetos metálicos.
1.3. METODOLOGIA
Para a confecção desta monografia, foi empregada uma metodologia de trabalho seguindo as seguintes etapas:
1.3.1. Levantamento Bibliográfico
Esta etapa foi iniciada nos primeiros meses da pesquisa e foi executada ao longo de todo o período de elaboração do trabalho. Através dela obteve-se, na
16 literatura, acesso a diversos materiais de autores nacionais e internacionais a respeito de trabalhos de pesquisa anteriormente realizados sobre os processos de geração dos óxidos de Fe-Ti-V e suas relações genéticas com os litotipos associados. Artigos científicos, livros didáticos, teses e monografias foram objetos de pesquisa nesta etapa.
1.3.2. Trabalhos de Campo
No período de 09/01/2012 até 21/02/2012 foi realizado uma viagem de campo a Tancredo Neves para a realização de atividades de mapeamento geológico das ocorrências de titanomagnetita e canga ferruginosa. Foram coletadas amostras do material para a confecção de seções polidas e de análises litogeoquímicas. O mapeamento foi executado tendo como base imagens de satélite fornecidas pela Rio Tinto Desenvolvimento Mineral na escala de 1:5.000.
Durante o mapeamento de campo, uma equipe de apoio foi disponibilizada pela Rio Tinto para auxílio no acesso às áreas alvo incluindo a abertura de trilhas para a amostragem das rochas e transporte de material. Também foi feita uma visita ao depósito de Fe-Ti-V do sill do Rio Jacaré localizado no município de Maracás para a observação do minério e litotipos associados visando uma observação direta de um depósito já estudado e em fase atual de implementação de mina. Esse sill serviu para comparação com a área de pesquisa, sobretudo do ponto de vista geoquímico como será mostrado mais adiante.
1.3.3. Confecção do Mapa de Ocorrências de Titanomagnetita
Durante o período de campo as ocorrências foram estudadas na escala de 1:5.000, entretanto para este trabalho final de graduação, foi construído um mapa na escala 1:60.000 apresentando a distribuição espacial e morfologia das cangas ferruginosas e ocorrências de titanomagnetita.
17 1.3.4. Estudos Petrográficos
Das amostras coletadas foram confeccionadas três seções polidas do minério visando estudos mineralógicos e texturais. Para a análise das seções polidas, a Rio Tinto Desenvolvimento Mineral forneceu um treinamento nas instalações da Universidade de Brasília (UnB) sob a coordenação e orientação da Professora Sylvia Maria de Araújo. As seções polidas foram confeccionadas na UFBA.
1.4.5 Estudos Litogeoquímicos
Durante o período de campo, foi realizada amostragem em diversas ocorrências maciças de corpos de óxido de Fe-Ti e cangas ferruginosas associadas. 24 amostras do material foram enviadas para análise litogeoquímica nos laboratórios da empresa SGS Geosol tendo as análises compreendido elementos maiores, traço e terras raras. Com base nessas informações gerou-se diversos gráficos litogeoquímicos, por meio do Software GCDkit, como será explicado e detalhado no item 6.
1.4.6. Tratamento e integração de dados
Com o recebimento dos resultados químicos e seções polidas, executou-se o tratamento de dados visando uma integração do dados gerados pela litogeoquímica, petrografia e mapeamento, com apoio da bibliográfica pesquisada, para a posterior escrita deste trabalho.
1.4.7. Elaboração da Monografia
Após a integração dos dados litogeoquímicos, petrográficos e de mapeamento, elaborou-se esta monografia tendo como base não somente os dados produzidos, mas também, a bibliografia consultada.
18 2. GEOLOGIA REGIONAL
A área de estudo está inserida no Cráton do São Francisco que foi definido como sendo uma unidade geotectônica que ocupa grande parte da Bahia e parte de Minas Gerais tendo sido consolidado no Paleoproterozóico (ALMEIDA, 1977).
O evento geológico da colagem Paleoproterozóica envolveu a amalgamação de quatro segmentos crustais de idade arqueana no cráton do São Francisco (Figura 02). Esses blocos foram denominados de: Bloco Gavião, Bloco Jequié, Bloco Serrinha e Bloco Itabuna-Salvador-Curaçá. Essas colisões crustais resultaram na formação de importante cadeia de montanhas que está sendo denominada de Orógeno Itabuna- Salvador-Curaçá (BARBOSA & SABATÉ, 2003). Essa cadeia de montanhas encontra-se hoje totalmente arrasada deixando aflorar rochas das suas raízes, equilibradas no fácieis granulito.
Figura 02: Disposição dos Blocos Gavião, Jequié, Serrinha e Itabuna-Salvador-Curaçá (adaptado de BARBOSA & SABATÉ, 2002) após a colagem tectônica ocorrida no paleoproterozóico.
19 A área de estudo está localizada no Bloco Jequié. Este é caracterizado como sendo constituído por migmatitos heterogêneos com enclaves de supracrustais aos quais representam o seu componente mais antigo com cerca de 3.0 – 2.9 Ga (WILSON 1987, MARINHO 1991, MARINHO et al. 1994 apud BARBOSA & SABATÉ, 2003,). Intrusões múltiplas graníticas-granodioríticas de baixo e alto Ti (FORNARI & BARBOSA 1994 apud BARBOSA & SABATÉ, 2003) e idade de 2.8 – 2.7 Ga (ALIBERT & BARBOSA 1992 apud BARBOSA & SABATÉ, 2003) também ocorrem no Bloco Jequié. Estas intrusões penetraram os denominados migmatitos heterogêneos.
No processo de colagem, as rochas do Bloco Jequié (Figura 03) foram intensamente deformadas e re-equilibradas no fácies granulito durante a colisão paleoproterozóica. Nesta colisão, ocorreu um cavalgamento do Bloco Itabuna- Salvador-Curaçá sobre Bloco Jequié que, como consequência, teve suas rochas, de fácies anfibolito, re-equilibradas no fácies granulito (BARBOSA & SABATÉ, 2003). Os granitos–granodioritos acima referidos foram transformados em granulitos charnockiticos e granulitos charno–enderbíticos.
No sul da Bahia, ocorrem algumas dezenas de corpos anortosíticos distribuídos preferencialmente na zona de interface entre o Bloco Jequié e o Bloco Itabuna-Salvador-Curaçá (SÁ et al, 2010). Nestas rochas são encontradas as ocorrências de ferro-titânio-vanádio, motivo deste estudo, na forma de veios e disseminações. Os afloramentos dessas rochas plutônicas são raros devido à densa cobertura vegetal e ao clima intenso que gerou um agressivo intemperismo produzindo quantidades espessas de solo. Devido a esta dificuldade, apenas alguns destes maciços possuem estudos sobre as características petrográficas e petrológicas. Exemplos são os maciços do Carapussê (MACEDO, 2000) Rio Piau, Samaritana e Rio Ipiaú (CRUZ, 1989; JESUS, 1997 apud SÁ et al, 2010).
20 Figura 03: Mapa geológico simplificado da região granulítica da parte sul/sudeste da Bahia (Modificado de BARBOSA et al., 2003).
21 Segundo Cruz (1989), o corpo do Rio Piau, no qual os óxidos de Fe-Ti-V em estudo estão encaixados, apresenta uma estrutura interna, concêntrica, constituído predominantemente por anortositos e gabronoritos de diversas granulações, estando localmente estratificado. De acordo com o mesmo autor, as rochas que compõe o maciço do Rio Piau e suas encaixantes sofreram os efeitos das temperaturas metamórficas Paleoproterozóicas e encontram-se reequilibradas no fácies granulito e que foram posteriormente retrogradadas para o fácies anfibolito.
Este corpo foi definido como sendo um complexo acamadado cobrindo cerca de aproximadamente 80 km² de áreas aflorantes com formato elíptico irregular. Possui dimensões de aproximadamente 13km x 6,5km, encontrando-se estruturado segundo uma orientação NE-SW. O maciço do Rio Piau é formado basicamente por dois conjuntos litológicos: o principal, que possuí composição representada por rochas anortosíticas e gabronoríticas e um conjunto secundário composto essencialmente por rochas gabronoríticas (CRUZ et al. 1989).
Estes óxidos de ferro e titânio ocorrem na área sob a forma de veios e blocos rolados associados a crostas lateríticas ferruginosas que, com a laterização passou a ter, maior resistência ao intemperismo. São compostas, principalmente, por óxidos supergênicos de ferro e alumínio assim como óxidos hipogênicos de ferro e titânio (titanomagnetita e ilmenita).
Tais rochas e óxidos primários associados são produtos da cristalização fracionada onde a concentração de ferro e titânio é propiciada devido ao aparecimento do plagioclásio como fase predominante, gerando um magma residual de composição ferro-gabroica (SÁ et al. 2010).
22 3. GÊNESE DAS OCORRÊNCIAS DE FE-TI-V
O estudo bibliográfico sobre a gênese das ocorrências de Fe-Ti-V mostra que, em um sistema geológico endomagmático, a característica principal desses depósitos se deve ao fato de que os óxidos são fases minerais segregadas diretamente dos magmas (BIONDI, 2003). Desta forma, tais óxidos são formados dentro de câmaras magmáticas.
A formação de óxidos de Fe-Ti em intrusões máficas pode estar relacionada com um magma parental que estava enriquecido em ferro e titânio (PANG et al. 2008). A origem deste magma parental pode estar relacionada com um fundido que já se encontrava enriquecido quando foi “retirado” do manto. Pode ser também resultante de um magma mantélico que foi se tornando enriquecido ao longo da diferenciação. Vale lembrar que o deslocamento de um magma permite modificações não só devido à diferenciação magmática, mas também devido a fatores como, por exemplo, a assimilação de rochas da crosta continental que pode gerar magmas diferenciados de composição variada.
As principais formas de geração deste óxido de ferro e titânio, segundo Staton (1972), estão relacionadas com os processos magmáticos de cristalização fracionada, diferenciação gravitacional e a segregação de líquidos residuais que vão formar corpos concordantes e discordantes.
Através da cristalização fracionada, ocorre a formação de cristais de plagioclásio na parte mais superficial da câmara magmática. Este processo pode gerar um magma residual denso e muito rico em ferro o que levaria a uma tendência do mesmo se acumular sob a forma de camada no fundo da câmara magmática. Tal magma residual seria de composição ferro-gabro ou ferro-diorítica (SÁ et al. 2010). A formação de um fundido imiscível composto por óxidos de ferro a partir de um magma basáltico pode ter sido resultado de cristalização fracionada, mistura entre magmas e/ou introdução de fluídos no sistema (ZHOU, 2005).
Segundo Sá et al. (2010), as mineralizações de Fe-Ti-V da área estudada estão associadas à família de rochas anortosíticas ou gabro-anortosíticas. A partir do estudo de depósitos brasileiros e internacionais, observa-se que eles se relacionam a rochas similares. Ashwall et al. (1988) postulou que tais óxidos são constituintes de rochas da suíte anortosítica, estando presentes em maiores
23 proporções nas rochas máficas/ultramáficas. Os depósitos destes óxidos são comagmáticos com as rochas encaixantes (WIEBE,1992).
As acumulações podem estar presentes como corpos maciços e/ou disseminados em rochas silicáticas homogêneas, veios, lentes ou camadas de óxido maciço perfazendo contato brusco com suas encaixantes (e.g. WILLEMSE, 1969; DUCHESNE, 1999 apud PANG et al. 2008). Litologicamente, os anortositos enquadram-se em uma gama de composições, variando desde os anortositos, formados essencialmente por plagioclásios andesínicos, até noritos, passando por rochas graníticas e sieníticas (ex: charnockitos). Em geral, as composições das rochas das séries anortosíticas são iguais as das séries graníticas, diferenciando-se apenas por conterem ortopiroxênio (BIONDI, 2003). As sucessões litológicas ligadas a depósitos de óxidos de Fe-Ti-V, possuem, comumente, a presença de cumulatos máficos gerando não somente anortositos, mas rochas como, por exemplo, piroxenitos, gabros e gabronoritos.
Ao analisar depósitos de titanomagnetita na literatura, observa-se sucessões litológicas similares. Por exemplo, Moraes & Veiga (2008) constataram que o Complexo Máfico-Ultramáfico de Campo Alegre de Lourdes na Bahia, é, no geral, um corpo ígneo diferenciado e acamadado no qual contém importante depósito de Fe-Ti-V com fosfato associado, além de uma sucessão estratigráfica de piroxenito, gabro/anortosito e ilmenita magnetitito. Este complexo representa um corpo cumulático formado por processos de cristalização fracionada, tendo sido recristalizado sob condições sintectônicas no fácies xisto-verde.
Outro importante depósito deste material é o sill do Rio Jacaré na região de Maracás, também na Bahia que contém corpos de magnetitito confinados em uma sequência de cumulatos máficos e ultramáficos. Este corpo ígneo foi subdividido em uma zona inferior, transicional e superior (BRITO, 2002). Segundo este autor, a zona inferior é composta por gabros com aumento de clinopiroxênio seguido de uma zona transicional composta por cumulatos de olivina, clinopiroxênio, magnetita e ilmenita que grada para peridotito com magnetita e piroxênio, piroxenito com magnetita e cumulatos máficos. Cumulatos bimodais e monominerálicos definem sucessões microrítmicas de piroxênitos além de gabros com quantidades variáveis de magnetita (BRITO, 2002). A zona superior é subdividida em duas subzonas compostas por gabros à piroxênitos e gabros à anortositos, sendo a primeira uma
24 sequência rítmica micro-acamadada de gabro, piroxenito, magnetitito, piroxenito-ferrogabro e anortosito com magnetita.
As litologias encontradas nos depósitos baianos antes referidos ocorrem também em depósitos internacionais de Fe-Ti-V. Por exemplo, o depósito chinês de Pan Zi Hua, que é um sill de composição predominantemente gabróica, sendo igualmente subdividido em zona inferior, transicional e superior de maneira similar ao depósito de Maracás na Bahia.
No depósito chinês a zona inferior é composta por rochas gabróicas com camadas de óxidos de Fe-Ti-V passando para uma zona de transição composta por gabros com alguns corpos de óxido de ferro. A zona superior é composta por gabros não mineralizados e pequenas quantidades de anortositos, sienitos e pegmatitos (ZHOU, 2005). Os corpos de minério neste sill são tabulares e em lentes sendo o primeiro tipo o mais comum perfazendo a zona mineralizada mais extensa, situada na zona inferior. Entretanto, as lentes mais econômicas de minério, ocorrem na zona de transição. Ambos os tipos possuem texturas maciças e disseminadas (ZHOU, 2005).
Considerando a localização e distribuição espacial das mineralizações de Fe-Ti e dos maciços anortosíticos do sul da Bahia, Sá et al. (2010) sugere que a colocação destes se deu através de zonas de cisalhamento transcorrentes em regime dúctil, relacionadas à colisão paleoproterozóica entre o Bloco arqueano Jequié e o Bloco Itabuna-Salvador-Curaçá (Figura 04).
25 Figura 04: Modelo esquemático da colocação de corpos anortositos com Fe-Ti do sul da Bahia (modificado de SÁ et al. 2010).
26 4. GEOLOGIA LOCAL
4.1. OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA MACIÇA
Na área mapeada (Figura 5), é possível encontrar afloramentos de óxido de titanomagnetita maciça. A geometria dos corpos mapeados, em geral, refletem os topos dos morros em que foram encontrados, ou seja, tendem se posicionar com um alinhamento concordante com o relevo no qual se encontram instaladas.
Os afloramentos são relativamente raros devido à grande cobertura vegetal e de significativa espessura do solo. Como as ocorrências deste óxido ferro-titanado são puntuais, a demarcação de corpos exigiu uma observação detalhada dos afloramentos do solo gerado pelas mesmas que é, no geral, fortemente arroxeado (Foto 01).
Foto 01: Contraste de cor entre o solo arroxeado à esquerda derivado do óxido de titanomagnetita, com solo amarronzado à direita, produto da alteração das encaixantes gabro-anortosíticas. Registrado na coordenada UTM de 445300/8513461, zona 24L.
Devido ao intemperismo químico e físico em que estas rochas titaníferas foram submetidas (com exceção dos óxidos considerados como maciços como o mostrado na foto 02), a depender do grau de alteração, podem apresentar-se bastante quebradiços tendendo a esfarelar ao serem golpeados (Foto 03). A
27 presença de “manchas” arroxeadas, avermelhadas e/ou alaranjadas revestindo o material aflorante, é comum.
Fora observado, em alguns casos dentro da crosta ferrífera, cristais residuais de piroxênio já intemperizados, em meio à massa de óxido. Estes cristais, assim como o óxido, apresentam estrutura de acamamento ígneo sugerindo a atuação dos
processos magmáticos de cristalização fracionada e segregação gravitacional (Foto 04). Nos afloramentos bem preservados (Foto 05), identificou-se um minério
composto por magnetita e ilmenita. A cor predominante é preta/arroxeada.
Foto 02: Óxido ferro-titanado maciço. Registrado na coordenada UTM de 442117/8510653 zona 24L.
Foto 03: Óxido ferro-titanado intemperizado. Registrado na coordenada UTM de 442160/8510730 zona 24L.
28
Foto 04: A seta amarela mostra cristais de piroxênio alterados dos gabro–anortositos encaixantes preservados juntamente ao óxido maciço de titanomagnetita, sugerindo acamamento ígneo devido a processos de cristalização fracionada e/ou segregação gravitacional. Registrado na coordenada UTM de 440736/8509569 zona 24L.
Foto 05: Afloramento de titanomagnetita. Registrado na coordenada UTM de 440798/8509696 zona 24L.
29 Apesar de raras, é possível encontrar macroestruturas como foliações, zonas de cisalhamento e dragfolds que estão evidenciadas claramente na foto 06. Estas foliações, no entanto, não foram medidas com a bússola devido à suspeita dos corpos de minério não estarem na posição original, bem como devido ao forte magnetismo apresentado pelo material.
Foto 06: Dragfolds em afloramento de titanomagnetita maciça. Registrado na coordenada UTM de 440798/8509696 zona 24L.
Das diversas ocorrências que puderam ser encontradas na área, o afloramento mostrado anteriormente na foto 05 e em detalhe na foto 06 é o que melhor representa o óxido não intemperizado.
Os corpos de óxido foram encontrados com formato tabular encaixados sobre rochas gabro-anortosíticas com as quais perfazem contatos, tanto bruscos como graduais (Foto 07). O óxido ocorre também sob a forma de diques e veios de diferentes espessuras exibindo muitas vezes o aspecto de dobras. Estes também foram encontrados intrudindo rochas charnockíticas (Foto 08).
30 Foto 07: Corpo de óxido encaixado sobre rochas ricas em plagioclásio. A seta vermelha indica o óxido e a seta amarela indica a rocha encaixante gabro-anortosítica. O contato é gradual. Registrado na coordenada UTM de 440798/8509696 zona 24L.
Foto 08: Veios de óxido intrudindo rochas charnockiticas que são encaixantes das rochas gabro-anortosíticas. Registrado na coordenada UTM de 440713/8509696 zona 24L.
Outra forma de ocorrência bastante comum destes óxidos é sob a forma a de matacões e clastos rolados (Foto 09) dispersos ao longo da área em sopé de
31 morros, vales, drenagens, etc., podendo ser, nesses casos, bons indicadores prospectivos da presença dos corpos de óxido maciço em superfície. Tais blocos possuem tamanhos variados e no interior destes, eventualmente, a titanomagnetita pode estar bem preservada como é mostrado na foto 09. Estes “blocos” de titanomagnetita também podem ocorrer cimentados pelos óxidos de ferro decorrentes da alteração supergênica representando assim relictos do corpo de óxido inicial anterior. Como referido antes no interior desses blocos verifica-se que a titanomagnetita fica protegida dos processos de alteração que geram a canga ferruginosa supergênica.
Foto 09: Blocos rolados de óxido de Fe-Ti. Registrado na coordenada de 444960/8513020 zona 24L.
4.2. OCORRÊNCIAS DE CROSTAS SUPERGÊNICAS SUPERFICIAIS DA TITANOMAGNETITA
Devido à atuação contínua do intemperismo causado pelas condições climáticas da região, os corpos gabroanortosíticos ferruginosos, assim como os corpos de titanomagnetita maciça, sofrem modificações químicas. Vale lembrar, por
32 exemplo, que águas meteóricas, em condições climáticas adequadas, podem dissolver anualmente 4,55 gramas de sílica por metro quadrado de solo considerando uma precipitação pluviométrica anual de pelo menos 600mm (EICHLER, 1967 apud ROSIÈRE & CHEMALE JR, 2000).
Tal processo de alteração supergênica é responsável pela hidratação, e assim, oxidação da magnetita e, em menor proporção, da hematita, formando assim uma crosta laterítica ou canga (Foto 10). Esta crosta tem profundidade variável podendo alcançar alguns metros até dezenas de metros (ROSIÈRE & CHEMALE JR, 2000).
Foto 10: Canga ferruginosa. Registrado na coordenada UTM de 445290/8513460.
Esta canga as vezes apresenta estrutura maciça e foi encontrada aflorando nos cumes dos morros e/ou um pouco abaixo da espessa cobertura de solo. Os afloramentos ocorrem tipicamente sob a forma de lajedos. Costumam ocupar um nível topográfico que varia entre 550-650 metros.
Essas cangas possuem em geral uma coloração predominantemente alaranjada à levemente avermelhada (Foto 11). Produz assim um solo laranja-avermelhado. Tal coloração é devido a uma associação entre a goethita e hematita,
33 que são os óxidos de ferro mais abundantes nos solos. A hematita, quando alterada, produz solos vermelhos tendo grande efeito pigmentante mesmo em baixa concentração. Este efeito é tanto maior quanto mais este óxido estiver disperso no solo (TREMOCOLDI, 2003).
Foto 11: Canga ferruginosa. A seta indica evidência de processos de alteração supergênica da magnetita gerando coloração laranja-avermelhada devido à produção de goethita e hematita.
É possível a identificação de minerais nessas crostas que eram abundantes nos óxidos primários originais, tais como a magnetita, porém em quantidades reduzidas devido a sua conversão em goethita pelos processos intempéricos/supergênicos. Também podem ser encontrados clastos de óxido maciço preservados e fortemente cimentados em meio à crosta com uma matriz goetítica de cor ocre comprovando assim a influência dos processos de alteração supergênicos ligados à geração desta canga ferruginosa.
34 Figura 05: Mapa de Ocorrências do óxido de titânomagnetita de Tancredo Neves-BA na escala de 1:60.000. No fundo foi Colocado o mapa da Carta Geológica de Amargosa, fruto do convênio entre CPRM/UFBA/FAPEX
35 5. PETROGRAFIA
5.1. OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA MACIÇA
Para caracterizar petrograficamente o óxido maciço realizou-se estudos petrográficos da titanomagnetita por meio da microscopia de reflexão sobre seções polidas. Estas seções foram confeccionadas pela RIO TINTO e estudadas nas instalações de microscopia da Universidade de Brasília (UnB).
Observou-se que a assembleia mineral dominante é constituída por magnetita e ilmenita. Também foi identificado ulvoespinélio e ilmenita exsolvidos em magnetita assim como hematita exsolvida em ilmenita. A textura do material é predominantemente cumulática como apresentado pelas rochas gabro-anortosíticas.
Os cristais são bem formados e os contatos entre eles são retos a levemente curvilíneos (Fotomicrografia 12) com granulometria muito grossa podendo ser observados megacristais a olho nu. Staton (1972) afirma que tal tipologia é decorrente da cristalização de um líquido seguido por resfriamento relativamente lento. A magnetita aparece como cristais euhedrais, com tamanhos variando de 0,3mm até 0,5 cm. Os contatos são retos a curvos podendo ocorrer em junções tríplices. Possui exsoluções de ulvoespinélio e ilmenita (gerando assim a titanomagnetita). A presença de fraturamento nesse mineral é comum. Não foi evidenciado processos de martitização nos cristais de magnetita, fato importante já que esta alteração química ocorre em geral sobre cristais de magnetita pobres em titânio (HAGGERTY, 1981 apud ALMEIDA et al. 2007). Diante disso, pode-se prever que, se a magnetita é rica em titânio, devido à ausência do processo de martitização, a proporção de vanádio será provavelmente reduzida. Essa relação será mostrada adiante no item litogeoquímica.
A ilmenita também aparece como cristais euhedrais. O tamanho dos cristais e relações de contato são equivalentes aos da magnetita. Aparece comumente exsolvida na magnetita sob a forma de treliça e/ou como manchas. Lamelas de hematita podem ocorrer como exsolução em sua estrutura. Os cristais de magnetita podem ocorrer como inclusão e podem também estar fraturados.
Não foi diagnosticada a presença de sulfetos como pirita e calcopirita que são fases minerais possíveis de aparecer associadas com estes óxidos.
36 Fotomicrografia 12: Cristais de ilmenita (rosa) e magnetita (cinza claro) apresentando contatos cristalinos retos a levemente curvos e textura cumulática. Retirado da lâmina 50308469.
As exsoluções de ulvoespinélio nos cristais de magnetita (Fotomicrografia 13) e hematita em cristais de ilmenita (Fotomicrografia 14) representam associações de importância petrológica significativa. Durante o resfriamento, a fase de ulvoespinélio pode-se formar ocorrendo então segregação nos planos octaedrais da magnetita (Foto 13). Com o decréscimo da temperatura, ocorre a oxidação do componente ulvoespinélio transformando-o em ilmenita. Este fenômeno corresponde ao processo de óxi-exsolução (ALMEIDA et al. 2007). Desta forma, sendo o titânio solúvel na estrutura da hematita, soluções sólidas sujeitas a um resfriamento lento podem produzir ilmenita contendo ex-solução de hematita (Fotomicrografia 14) paralelas aos planos basais a depender das proporções disponíveis de ferro e titânio no sistema (STATON, 1972)
Essas ex-soluções ocorrem devido ao processo de oxi-ex-solução em estado subsolidus (aproximadamente 620°C) no material a partir da desintegração de uma titanomagnetita primária de alta temperatura (SIEMIATKOWSKI 1979, SPECZIK et al., 1988 e NEJBERT, 1999, apud NEJBERT & WISZNIEWSKA, 2005). Em outras palavras, os cristais de titanomagnetita primários originais (alta temperatura) sofreram oxi-ex-solução formando intercrescimentos de magnetita com ilmenita assim como ilmenita com hematita (FIGUEIREDO et al. 2003). Desta forma, estes
1mm
Ilmenita
37 óxidos de ferro e titânio em rochas magmáticas são fortemente dependentes das condições de oxidação durante o estágio magmático e também o pós-magmático (BUDDINGTON & LINDSLEY 1964,HAGGERTY 1981, DALL’AGNOL et al. 1997 apud FIGUEIREDO et al. 2003). As ex-soluções identificadas nas seções polidas do óxido estudado são mostrados nas Fotomicrografias a seguir:
Fotomicrografia 13: Ex-solução de ulvoespinélio em cristais de magnetita formando textura em caixa. Registrado da lâmina 50308461.
Fotomicrografia 14: Ex-solução de lamelas de hematita em cristais de ilmenita. Registrado da lâmina 50308468.
0,5mm
38 A ilmenita se apresentou ex-solvida de maneira disforme na magnetita, ou ao longo de planos de clivagem. Staton (1972) interpreta que esta ilmenita é o resultado de uma oxidação tardia de um intercrescimento prévio de ulvoespinélio na magnetita. Este intercrescimento de ulvoespinélio apresenta textura em caixa (RAMDOHR, 1953 apud BENAVENT et al.). Com o decréscimo da temperatura, ocorre a oxidação do componente ulvoespinélio transformando-o em ilmenita. Este fenômeno corresponde ao processo de óxi-ex-solução (ALMEIDA et al. 2007).
A ilmenita por outro lado apresentou as seguintes texturas: i) Ilmenita treliça que é representada pela presença de lamelas provenientes dos processos de oxi-ex-solução, intercrescendo com a magnetita (Fotomicrografia s 15 e 16); ii) Ilmenita composta, que corresponde aos cristais de ilmenita em contato direto com a magnetita sejam estes contatos externos ou internos (Fotomicrografia 17) e; iii) Ilmenita em manchas, ou seja, manchas irregulares intercrescendo no interior da magnetita (Fotomicrografia 18).
Fotomicrografia 15: Ex-solução de ilmenita em magnetita. A ilmenita apresenta textura em treliça. Retirado da lâmina 50308461.
39 Fotomicrografia 16: Ex-solução de ilmenita em magnetita. A ilmenita apresenta textura em treliça. Retirado da lâmina 50308461.
Fotomicrografia 17: Cristais de ilmenita apresentado textura de ilmenita composta. Retirado da lâmina 50308469.
0,5mm
1mm
40 Fotomicrografia 18: Ex-solução de ilmenita na magnetita. A ilmenita apresenta textura em manchas. Registrado da lâmina 50308468.
A textura composta (que corresponde aos cristais de ilmenita em contato externo e/ou interno com a magnetita) remete a uma interpretação de origem magmática enquanto as texturas em treliça (lamelas de ilmenita provenientes dos processos de oxi-ex-solução, intercrescida com a magnetita) e em manchas (“manchas” de ilmenita irregulares intercrescendo no interior da magnetita) possuem formação ligada aos processos de oxidação/ex-solução, ocorrendo em temperaturas inferiores a 620°C, caracterizando uma reação no estágio subsolidus (BUDDINGTON & LINDSLEY,1964 apud ALMEIDA et al. 2007). Porém, tal transformação pode ter se iniciado ainda no estágio magmático (HAGGERTY, 1981 apud ALMEIDA et al. 2007). Independentemente do estágio de formação atribuído para esta textura, a reação química do processo é dada pela seguinte equação química:
6Fe2TiO4 (Ulvoespinélio) + O2→ 2Fe3O4(Magnetita) + 6FeTiO3(Ilmenita)
41 5.2. OCORRÊNCIAS DE CROSTAS SUPERGÊNICAS SUPERFICIAIS DA TITANOMAGNETITA
Não foram confeccionadas seções polidas das crostas superficiais de titanomagnetita durante a realização deste trabalho.
42 6. LITOGEOQUÍMICA
Neste item é feita uma síntese sobre os trabalhos de análise química realizados no óxido de titanomagnetita de Tancredo Neves com base em 24 análises de amostras coletadas na fase dos trabalhos de campo sendo 4 nas titanomagnetitas em crosta ferruginosas e 19 em titanomagnetitas maciças. Vale lembrar que foram confeccionadas seções polidas em três destas amostras (50308461, 50308462 e 50308463). Nestas amostras foram executadas análises químicas de rocha total, para os elementos maiores, menores, traços e Elementos Terras Raras (ETR). As análises foram realizadas no SGS GEOSOL Laboratórios Ltda. Os elementos maiores foram determinados por Fluorescência de Raios X. Os elementos traços Ag, Ba, Ce, Co, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Ga, Hf, Ho, La, Lu, Mo, Nb, Nd, Ni, Pr, Rb, Sm, Sn, Sr, Ta, Tb, Th, Tl, Tm, U, V, W, Y, Yb, Zn e Zr, foram determinados por ICP-MS (método IMS95R) enquanto que Al, As, Be, Bi, Ca, Cd, Cr, K, Li, Mg, Mn, Na, P, Sb, Sc, Se e Ti, foram determinados por ICP-MS (método ICP40B). Os Elementos Terras Raras Ce, Dy, Er, Eu, Gd, Ho, La, Lu, Nd, Pr, Sm, Tb, Th, Tm, U, Y, Yb, foram determinados por ICP-MS.
Para o tratamento dos resultados químicos utilizou-se o software GCDkit visando a construção de gráficos litogeoquímicos de elementos maiores, traço e Terras Raras. Ao mesmo tempo realizou-se uma comparação dos dados obtidos na área com aqueles encontrados na literatura podendo-se assim obter uma referência para o comportamento químico, dos elementos sobretudo os Terras-Raras. A principal dificuldade encontrada na elaboração destas considerações foi devido ao fato de que na literatura, os dados geoquímicos para esse tipo de óxido são muito escassos sobretudo quando se trata de Terras Raras e teores de V2O5. O depósito
chinês de Pan Zi Hua (ZHOU, 2005), por exemplo, foi o único onde se encontrou resultados químicos de Terras Raras, os quais sendo então usados para comparação com o depósito de Tancredo Neves. Para compostos como o Fe2O3 e o
TiO2, alem do já mencionado depósito chinês, utilizou-se também dados
geoquímicos do minério do depósito de Fe-Ti-V do município de Maracás no Estado da Bahia.
Os resultados das análises químicas das amostras de óxido de titanomagnetita de Tancredo Neves são mostrados na tabela 01:
43 Amostra 50308151 50308152 50308153 50308154 50308155 50308156 50308157 50308158 M CS CS CS M M M M SiO2 0,39 6,03 2,87 3,24 0,26 0,17 0,35 0,62 TiO2 25,6 13 18,7 31,2 27 25,5 26,4 20,3 Al2O3 1,94 4,11 3,51 1,92 1,78 1,15 1,34 2,02 Fe2O3 71,6 56,8 65,5 58,1 70 71,9 71,5 72,5 MnO 0,38 0,3 0,27 0,37 0,37 0,34 0,28 0,27 MgO 0,26 0,71 <0.1 0,24 0,37 0,27 0,34 0,21 CaO 0,04 7,08 0,09 0,1 0,02 0,02 0,01 0,01 Na2O <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 K2O <0.01 0,09 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 P2O5 0,039 7,058 1,173 0,787 0,07 0,043 0,039 0,03 V2O5 0,09 0,02 0,05 0,04 0,08 0,17 0,15 0,12 Cr2O3 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 NiO <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 S 0,01 <0.01 0,06 <0.01 0,01 0,02 0,02 0,05 Ba 10 43 853 74 57 7 9 8 Rb <0.2 7,5 0,3 0,3 0,2 <0.2 <0.2 <0.2 Sr 1,7 43,7 172,3 34,3 6,5 1,1 1,3 1 Zr <0.5 <0.5 26,2 16,7 <0.5 11,7 <0.5 1,8 Nb 5,8 <0.1 0,8 1,2 1,5 7 5,4 5,2 Ni <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 3.9 Co 72,9 72,7 21 32,3 75,6 49,4 60,8 46,6 Zn 212 230 117 77 178 50 78 119 Cr 4 <1 13 12 1 11 9 3 Y 5,87 134,42 133,31 29,86 5,05 1,08 0,72 2,08 Cs <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Ta 0,35 <0.05 0,22 0,21 0,49 0,61 0,37 0,33 Hf 1,11 <0.02 0,34 0,23 0,19 1,32 1,15 1,09 Ag <0.02 0,03 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 Al 0,52 1,98 1,73 0,78 0,48 0,46 0,48 0,63 As 1 <1 15 4 5 <1 2 5 La 0,7 39,4 842,6 29,7 18,8 0,7 1,3 0,4 Ce 0,87 85,82 >1000 62,95 32,91 1,62 3,06 1,23 Pr 0,67 26,44 260,91 17,15 7,89 0,39 0,7 0,29 Nd 2,8 133,3 1019 83,5 31,9 2,2 3,2 1,8 Sm 0,6 31,3 201,4 19,3 6,1 0,4 0,4 0,3 Eu 0,21 5,47 26,79 3,51 0,77 <0.05 <0.05 0,12 Gd 0,71 35,3 138,2 19,39 4,13 0,33 0,35 0,42 Tb 0,1 4,89 20,55 2,58 0,62 <0.05 <0.05 <0.05 Dy 0,71 27,93 92,5 12,86 2,74 0,29 0,31 0,54 Ho 0,15 5,14 11,47 1,74 0,36 <0.05 <0.05 0,08 Er 0,42 12,93 22,24 3,57 0,75 0,1 0,06 0,35 Tm 0,06 1,47 2,16 0,32 0,08 <0.05 <0.05 <0.05 Yb 0,4 8,1 11,3 2,2 0,5 0,1 0,1 0,4 Lu 0,12 1,15 1,11 0,31 0,11 0,06 <0.05 0,15
Legenda: M corresponde às amostras de óxido maciço de titanomagnetita enquanto CS corresponde às amostras de crostas supergênicas.
Tabela 1: Análise Química de elementos maiores(% em peso) e traço e terras rasas (em ppm) da Titânomagnetita de Tancredo Neves. As amostras 50308152, 50308153, 50308154 e 50308159 são de crostas supergênicas de titanomagnetita.
44 Amostra 50308159 50308160 50308161 50308162 50308163 50308167 50308461 50308462 CS M M M M M M M SiO2 10,5 0,22 0,39 0,27 0,15 0,11 0,93 0,23 TiO2 13,4 26,5 24,6 26,7 20,5 20,7 26,3 27,7 Al2O3 4,81 1,66 1,5 1,54 2,32 1 1,56 1,46 Fe2O3 59,7 72,4 72,8 72,2 75 76,3 72,5 71,7 MnO 0,22 0,35 0,34 0,33 0,25 0,26 0,36 0,34 MgO <0.1 0,36 0,3 0,3 0,5 0,39 0,46 0,35 CaO 0,01 0,01 0,01 0,01 <0.01 <0.01 0,27 0,03 Na2O <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 0,15 0,12 K2O <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 P2O5 0,159 0,057 0,056 0,038 0,012 0,014 0,064 0,039 V2O5 0,04 0,14 0,09 0,1 0,81 1,15 0,17 0,11 Cr2O3 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 NiO <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0,02 0,02 <0.01 <0.01 S 0,05 <0.01 0,02 0,02 0,02 <0.01 <0.01 <0.01 Ba 16 7 19 8 6 <5 13 15 Rb <0.2 <0.2 <0.2 <0.2 <0.2 0,2 <0.2 0,9 Sr 4,5 0,8 2,3 0,8 0,9 0,8 1,4 0,8 Zr 117,7 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 40,8 21,3 Nb 9,5 6,7 7,1 8,7 6,6 3,5 5,9 0,9 Ni <0.5 <0.5 <0.5 <0.5 81,9 135,5 11 17,5 Co 10,5 75,9 52 52,2 75 96,4 98,2 64,2 Zn 66 107 94 54 13 32 102 103 Cr 13 9 <1 28 <1 158 12 6 Y 5,97 0,3 1,77 0,46 0,81 0,29 7,48 1,6 Cs <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Ta 0,17 0,59 0,44 0,35 0,3 0,42 0,9 <0.05 Hf 3,64 1,09 1,15 0,93 0,76 0,9 1,61 0,89 Ag <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 1,58 Al 1,33 0,66 0,59 0,57 0,8 0,35 0,68 0,73 As 6 <1 <1 <1 <1 <1 7 <1 La 3,7 0,2 4,7 0,1 0,4 <0.1 0,4 0,4 Ce 5,85 0,6 2,34 1,18 1,6 0,19 1,43 1,87 Pr 1,53 <0.05 1,42 0,06 0,09 0,33 9,15 0,42 Nd 6,2 0,6 5 0,7 0,8 1,4 6,7 1,3 Sm 1 <0.1 0,6 <0.1 <0.1 <0.1 7,3 0,4 Eu 0,16 <0.05 0,12 <0.05 <0.05 <0.05 5,89 <0.05 Gd 0,89 <0.05 0,53 <0.05 0,09 <0.05 5,56 0,33 Tb 0,1 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 5,32 <0.05 Dy 1,01 0,06 0,37 0,07 0,18 <0.05 6,09 0,32 Ho 0,18 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 5,07 0,06 Er 0,73 <0.05 0,16 <0.05 0,09 <0.05 4,7 0,16 Tm 0,1 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 4,48 <0.05 Yb 1,1 0,1 0,2 <0.1 0,2 <0.1 4,9 0,2 Lu 0,18 0,06 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 2,22 <0.05 Tabela 01: Continuação
45 Amostra 50308463 50308464 50308467 50308468 50308469 50308470 50308471 50308472 M M M M M M M M SiO2 0,24 0,4 0,71 0,17 0,17 0,28 0,13 0,1 TiO2 27,4 28,1 18,3 22,2 19,7 21,4 21,4 22,2 Al2O3 1,04 1,17 1,47 0,75 2,41 2,03 0,72 1,01 Fe2O3 71,4 70,8 72,8 74,7 74,8 75,7 75,2 74,8 MnO 0,26 0,36 0,14 0,27 0,24 0,33 0,19 0,29 MgO 0,37 0,34 <0.1 0,45 0,5 0,43 0,25 0,52 CaO 0,04 0,03 0,03 0,04 0,03 0,03 0,04 0,04 Na2O <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 0,11 <0.1 <0.1 K2O <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 P2O5 0,044 0,071 0,091 0,017 0,013 <0.01 0,016 0,012 V2O5 0,15 0,09 1,19 0,79 0,8 1,04 1,37 0,88 Cr2O3 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0,01 0,04 0,03 NiO <0.01 <0.01 0,01 0,01 0,02 0,03 <0.01 <0.01 S <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 Ba 17 16 19 14 14 15 14 17 Rb 0,8 0,6 0,3 <0.2 <0.2 <0.2 1,4 0,7 Sr 0,6 1,1 0,8 0,6 <0.5 0,6 0,8 0,7 Zr 47,2 <0.5 9,1 <0.5 <0.5 6 46,3 42,7 Nb 7,7 0,4 0,6 1,4 0,4 2,4 5,7 8,2 Ni 9,5 15 71,8 68,5 120,3 159,3 101,1 102,1 Co 49,5 75 119,5 62 100,3 95,5 110,7 107,5 Zn 27 120 251 <1 37 70 63 39 Cr 32 <1 14 5 <1 71 6 8 Y 0,46 1,14 1,63 <0.05 1,87 0,26 1 0,63 Cs <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Ta 1,11 <0.05 <0.05 0,51 0,11 0,45 0,9 0,87 Hf 1,44 0,39 0,44 0,52 0,23 1,05 1,49 1,48 Ag 0,91 1,25 0,76 0,66 0,76 0,73 <0.02 <0.02 Al 0,53 0,61 0,77 0,39 0,96 0,83 0,4 0,54 As 6 <1 3 2 <1 <1 3 <1 La 0,5 1,2 0,7 0,5 0,6 0,5 0,4 0,3 Ce 2,66 5,24 2,32 2,36 2,64 3,25 3,34 1,81 Pr <0.05 0,28 0,1 <0.05 0,17 0,08 0,85 0,34 Nd <0.1 0,8 0,4 <0.1 0,3 0,8 0,6 0,1 Sm <0.1 0,1 0,2 <0.1 <0.1 0,2 0,4 0,6 Eu <0.05 <0.05 0,08 <0.05 <0.05 <0.05 0,32 0,17 Gd 0,12 0,29 0,23 <0.05 0,09 0,11 0,34 0,55 Tb <0.05 0,06 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 0,24 0,19 Dy 0,15 0,34 0,3 0,17 0,33 0,14 0,24 0,27 Ho <0.05 0,06 0,08 <0.05 <0.05 <0.05 0,34 0,21 Er 0,11 0,14 0,18 <0.05 0,15 <0.05 0,16 0,25 Tm <0.05 <0.05 0,06 <0.05 <0.05 <0.05 0,22 0,13 Yb 0,2 <0.1 0,2 <0.1 <0.1 0,1 0,2 0,5 Lu <0.05 <0.05 0,08 <0.05 <0.05 <0.05 0,17 0,12 Tabela 01: Continuação
46 6.1. OCORRÊNCIAS DE TITANOMAGNETITA MACIÇA
Construiu-se diagramas binários, utilizando o Fe2O3 na abscissa e os
compostos TiO2, V205 e Al2O3 na ordenada, visando uma comparação na distribuição
destes compostos em relação às amostras de Tancredo Neves. Com intuito comparativo, utilizou-se de dados geoquímicos do minério de Fe-Ti-V de Pan Zi Hua (em verde) e de Maracás (em preto). Vale lembrar que as análises químicas de Maracás não possuem dados de Al2O3 e Terras Raras não sendo, portanto,
utilizados nos gráficos das figuras 08 e 09. Assinalou-se nos gráficos as amostras da titanomagnetita onde foram executadas a confecção de seções polidas (cor rosada). As demais amostras deste trabalho, que não possuem seções polidas, estão assinaladas em azul e vermelho.
No gráfico Fe2O3 x TiO2 (Figura 06). Pode-se observar que as amostras de
Maracás (em preto) são bastante empobrecidas em Fe2O3 e TiO2 em relação as
amostras de outros depósitos. O depósito de Pan Zi Hua (verde), no entanto, apresentou relativa similaridade percentual em relação à titanomagnetita de Tancredo Neves (cores azul e rosa). Também observa-se que as amostras de titanomagnetita de Tancredo Neves em que foram realizadas seções polidas (rosa) no mesmo campo das titanomagnetitas (cor azul).
O gráfico Fe2O3 x V2O5 (Figura 07) apresenta o inverso do gráfico anterior, ou
seja, as amostras de Maracás (preto) se encontram muito enriquecidas em vanádio enquanto as demais se apresentam relativamente empobrecidas. Isto se deve porque o titânio provavelmente substituiu geoquimicamente o ferro na estrutura cristalina da magnetita impedindo que esta se enriquecesse em vanádio. As amostras de titanomagnetita de Tancredo Neves se agrupam no lado direito do diagrama formando um trend próximo da vertical (azul e rosa). As amostras de Pan Zi Hua (verde) situam-se sobre o trend da titanomagnetita de Tancredo Neves entretanto com mais baixos teores de V2O5. Com relação às amostras de crosta
supergênica (em vermelho) de Tancredo Neves, elas se espalham na parte inferior direita da figura 07.
47 Figura 06: Comparação de Fe2O3 por TiO2 do material de Maracás (preto), Pan Zi Hua (verde) com
titanomagnetita maciça (azul) e crosta supergênica (vermelho) de Tancredo Neves
Figura 07: Comparação de Fe2O3 por V2O5 do material de Maracás (preto), Pan Zi Hua (verde) com titanomagnetita maciça (azul) e crosta supergênica (vermelho) de Tancredo Neves.
48 Também foi construído um gráfico mostrando a relação Fe2O3 x Al2O3 (Figura
08) para comparar as percentagens de alumínio entre as amostras consideradas e assim estimar a influência do intemperismo. Pode-se observar que a maior parte das amostras de titanomagnetita de Tancredo Neves, inclusive aquelas que foram utilizadas para confecção de seções polidas (rosa) se agrupam em um conjunto com baixos valores de alumínio e altos valores de ferro. Por sua vez, as amostras de crosta ferruginosa (vermelho) se espalham bastante por toda a extensão do gráfico. Porém, apresentam uma quantidade razoável de Fe2O3 se comparadas com as
outras. Pode-se verificar também que as amostras de Pan Zi Hua (verde) são relativamente ricas em Al2O3 e bastante ricas em Fe2O3 diferindo assim das crostas
supergênicas de Tancredo Neves.
Figura 08: Comparação de Fe2O3 por Al2O3 do material de Pan Zi Hua (verde) com titanomagnetita maciça (azul) e crosta supergênica (vermelho) de Tancredo Neves
Com relação às amostras de Tancredo Neves os teores de Terras Raras são apresentados na figura 09. Verifica-se a presença dos dois grupos identificados anteriormente nos diagramas binários, ambos com padrões características de cada um deles. As amostras de titanomagnetita maciças (azul) possuem menores teores
49 de Terras-Raras e coincidem com aquelas dos depósitos de Pan Zi Hua (verde). As amostras de crosta supergênica, produto da alteração das titanomagnetitas maciças, possuem maiores teores de Terras-Raras e são mais dispersamente distribuídas.
Figura 09: Análise de elementos Terras-Raras pelo condrito de Boynton (1984). Amostras de titanomagnetita de Pan Zi Hua (verde) com titanomagnetita maciça (azul) e crosta supergênica (vermelho) de Tancredo Neves
6.2. OCORRÊNCIAS DE CROSTAS SUPERGÊNICAS SUPERFICIAIS DA TITANOMAGNETITA
As crostas supergênicas ou cangas ferruginosas estão representadas pelas amostras 50308152, 50308153, 50308154 e 50308159. De acordo com os gráficos binários (Figuras 06, 07 e 08) observa-se que são enriquecidas em TiO2, Fe2O3 e
Al2O3 e empobrecidas em V2O5. Estão bastante dispersas no gráfico de Al2O3 x
Fe2O3 devido às variações causadas pelo intemperismo. Quanto à distribuição dos
Terras-Raras, se apresentou muito enriquecida em relação ao óxido maciço em azul (Figura 09).
50 7. CONCLUSÕES
Com a amalgamação dos segmentos crustais arqueanos (Blocos Jequié e Itabuna-Salvador-Curaçá) durante o Paleoproterozóico gerou-se condições geológicas que permitiram a colocação de corpos gabro-anortosíticos na zona de colisão destes Blocos.
Os depósitos de Fe-Ti-V citados são produtos de cristalização fracionada onde a concentração dos óxidos ocorre devido à precipitação de plagioclásio gerando um magma residual ferro-gabróico (SÁ et al. 2010).
Á partir da análise macroscópica de amostras da titanomagnetita de Tancredo Neves observa-se que a composição do material é predominantemente magnetita e em menor grau ilmenita. Este material se apresenta bastante alterado em diversos afloramentos devido principalmente a processos supergênicos, gerando cangas ferruginosas ricas em goethita e hematita.
Após a confecção e análise de seções polidas do óxido através das técnicas de microscopia refletida, observa-se que a composição identificada na microscopia é predominantemente magnetita e ilmenita. A primeira pode apresentar ex-soluções de ulvoespinélio e ilmenita, enquanto a segunda pode apresentar texturas compostas (treliça e manchas) e ex-solução de hematita. A textura composta remete a uma origem magmática, enquanto as demais texturas remetem a processos de oxidação/ex-solução em estágio subsolidus com temperaturas inferiores a 620°C. Vale lembrar que é possível observar na lâmina, a olho nu, os cristais de magnetita e ilmenita devido aos mesmos serem bastante desenvolvidos sugerindo um resfriamento lento.
Por meio da litogeoquímica, observa-se que este óxido apresenta duas tendências químicas permitindo o agrupamento das amostras em dois grupos. O primeiro é das titanomagnetitas maciças, enquanto o segundo refere-se às crostas supergênicas que são produto da alteração do óxido maciço. Em comparação com os depósitos de Maracás e Pan Zi Hua, observou-se que o primeiro grupo possui tendências químicas mais semelhantes com o apresentado pelas amostras de Tancredo Neves.
Através da normalização dos dados de Terras Raras por condrito, as amostras de óxido de Fe-Ti-V de Tancredo Neves apresentaram uma tendência
51 geral de enriquecimento em Terras-Raras leves e empobrecimento em Terras-Raras pesados. Diante da comparação com o padrão produzido pelas amostras de Pan Zi Hua, observou-se que estas se assemelham com o padrão do primeiro grupo das titanomagnetitas maciças.
Com base na análise de dados obtidos nesse trabalho pode-se elaborar as seguintes conclusões preliminares:
i) O óxido de Titanomagnetita de Tancredo Neves foi gerado por processos que remetem, principalmente, à cristalização fracionada; ii) Estão encaixados em rochas gabro-anortosíticas tendo se formado a partir de um líquido residual rico em ferro e titânio gerado pela cristalização de um magma silicático; iii) Os afloramentos do óxido de titanomagnetita se encontram, de maneira geral, bastante intemperizados estando o material, muitas vezes, alterado para uma crosta ferruginosa supergênica; iv) Possui uma tendência litogeoquímica de enriquecimento em terras raras leves e empobrecimento dos pesados; v) No geral, o óxido se apresenta enriquecido em titânio e, como consequência, empobrecido em vanádio; vi) A ilmenita apresenta texturas de ex-solução que remetem origem magmática (textura composta) e origem pós-magmática (textura em treliça e em manchas).
Resumindo, pode-se esquematizar os processos metalogenéticos de formação destes óxidos da seguinte maneira (Figura 10):
i) Geração de um Magma primitivo; ii) Cristalização fracionada gerando magmas evoluídos enriquecidos em ferro e titânio; iii) Ocorre a separação de um magma silicático e um fundido muito rico em ferro e titânio; iv) Este magma silicático gera rochas gabro-anortosíticas e o fundido muito rico em ferro e titânio gera os corpos de óxido de Fe-Ti-V.
Figura 10: Esquema do processo metalogenético do óxido de titanomagnetita de Tancredo Neves-Bahia (modificado de ZHOU, 2005).
Magma silicático gerando rochas gabro-anortosíticas Magma evoluído rico em Fe-Ti Magma Primitivo
Fundido muito rico em Fe-Ti gerando
52 8. REFERÊNCIAS
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