Geologica economica

1. IEG201 – Geologia Econômica
Aula 22 - Depósitos Minerais de Origem
Supergênica
Profa. Carolina Almeida
Dezembro/2010

2. Abordar os tipos de depósitos minerais
supergênicos, incluindo os principais
processos envolvidos na geração desses
depósitos, principais commodoties,
distribuição espacial e importância
econômica no cenário global.
Plano de Aula: Objetivos

3. Plano de Aula
 Parte 1: Introdução
 Definição de depósitos supergênicos
 Definição dos principais processos e fatores relacionados a
geração desses depósitos
 Classificação genética dos depósitos supergênicos
 Distribuição espacial e temporal
 Parte 2: Principais Depósitos Supergênicos
 Principais caracteristicas, distribuição espacial e
importância econômica
 Parte 3: Exemplos Brasileiros

4. 1. Introdução
 Depósitos Supergênicos: formam-se
próximos a superfície pela ação do
intemperismo = EXPOSIÇÃO
 Aumento do teor: Viabilidade Econômica
 Intemperismo: é um conjunto de
modificações de ordem física
(desagregação), química (decomposição) e
biológica que as rochas sofrem ao serem
expostas a superfície.

5. 1.1 Tipos de Intemperismo
 Intemperismo Físico
(Toledo et al, 2000)
(Toledo et al, 2000)
A
B

6. 1.1 Tipos de Intemperismo
 Intemperismo Químico
 Principal Agente: H2O (água da chuva) +
(CO2)atm + oxidação de MO = pH ácido
CO2 + H2O
H2CO3
HCO3
-
H2CO3
H+ + HCO3
-
H+ + CO3
2-
(Reações de equilíbrio entre H2O e CO2)

7. Intemperismo Químico &
Depósitos Supergênicos
 Dissolução: transporte/lixiviação de
íons/moléculas = solubilidade
 Geração de novos minerais: argilo-minerais,
óxidos e hidróxidos e carbonatos
 Acumulação de material residual (baixa
solubilidade): Si, Al, Au, entre outros
 Metais: Al, Ni, Mn, Fe, Cu, Au, Pt, U

8. (resistatos: Qtz, Sn, Cr)
(lixiviada)
(constituintes
menos solúveis)
(bauxita)
(Nb)

10. Reações:
 Hidratação: incorporação da molécula H2O na
estrutura dos minerais
 CaSO4 (anidrita) + 2H2O CaSO4 * 2H2O (gipsita)
 Argilo-minerais
 Dissolução total ou parcial:
 sais (haletos) e carbonatos
 em terrenos cársticos: CaCO3 Ca2+ + CO3
2-
1.1.2 Intemperismo Químico

11. Reaçoes:
 Oxidação: em presença de O2
 Fe2+ Fe+3
 Minerais com na estrutura são mais susceptíveis ao
intemperismo (biotita, opx, olivina)
 Hidrólise: quebra da molécula de H2O
 Intemperismo dos aluminossilicatos (FK), lixiviação
dos cátions (ex: K, Na, Ca, Mg)
 Precipitação de Al (gibbsita): Al3+ + 3H2O Al(OH)3
+ 3H+
1.1.2 Intemperismo Químico

12. 1.2 Fatores que controlam o Intemperismo
 Material parental: Rocha-mãe
 Clima: Temperatura e precipitação
 Relevo: Capacidade de drenagem; (ex:
platôs de encostas suaves)
 Vegetação: Presença de matéria orgânica
(CO2), pH ácido
 Tempo: Diretamente relacionado
principalmente a rocha-mãe e ao clima

13. 1.2.1 Rocha-Mãe
 Composição
mineralógica
e química
 Textura
 Presença de
descontinuidades
(Série
de
Goldich,
1938)
(Toledo et al, 2000)

14.  Temperatura e
pluviosidade
 Intemperismo intenso
nas regiões inter-
tropicais: Formação de
espessa cobertura
laterítica
1.2.2 Clima
(Toledo et al., 2000)

15. 1.3 Perfil Laterítico

17.  Acumulação relativa (residual)
 Preservação, no perfil, do mineral primário de
interesse e acumulação relativa, devida à perda
de matéria durante o intemperismo. Ex.:
depósitos de P (apatita), Cr (cromita), Sn
(cassiterita), Ta-Nb (columbita-tantalita), etc.
1.4 Classificação Genética dos
Depósitos Supergênicos

18.  Acumulação absoluta
 Destruição do mineral primário e formação de
minerais secundários mais ricos que o mineral
primário no elemento de interesse. Ex.:
Elementos de baixa solubilidade, como Al
(gibbsita), Ti (anatásio); ou elementos mais
solúveis que migram no perfil e precipitam como
fases secundárias em outros horizontes, como Ni
(garnierita e Ni-goethita), Mn (pirolusita), Cu
(calcocita, covelita) etc.
1.4 Classificação Genética dos
Depósitos Supergênicos

19.  Acumulação mista
 O mineral primário, portador do elemento de
interesse, permanece inalterado (arcabouço
essencial), mas sofre transformações que podem
melhorar ou piorar a sua qualidade no minério.
Ex.: depósitos de Nb laterítico: Ca-pirocloro e Ba-
pirocloro (pandaita); depósitos de Au laterítico.
1.4 Classificação Genética dos
Depósitos Supergênicos

20. 1.5 Distribuição Espacial
(Toledo et al., 2000)

21. 1.6 Distribuição Temporal
Os depósitos supergênicos formam-se a
partir de rochas de diferentes idades
(Arqueano ao Terciário), mas o processo de
laterização é sempre relativamente mais
recente. No Brasil, os depósitos são
principalmente relacionados as superfícies
de aplainamento da Plataforma Sul-
Americana (Eocene) e Velhas (Plioceno)

22. 2. Depósitos Minerais Supergênicos
 2.1 Depósitos de Ni laterítico
 Intemperismo de rochas ultramáficas: ol+opx (0.1-
0.3 % Ni)
 Ni substitui o Mg ou Fe, formando as garnieritas
ou Ni-talco (minério silicatado) e Ni-goethita (fase
minerio oxidado) - até 10% Ni
 Correspondem a 40 % da produção anual de Ni,
com teores de 1 a 2.6 % Ni

23. Distribuição Espacial
(Gleenson et al.,2003)

24. Perfil Laterítico de Ni
Ol+Opx
Serp+Mgt+Chl+Tc

25. Controles na gênese das mineralizações
 Composição do protólito (rocha-mãe): rochas
ultramáficas com Mg-olivina (serpentina) e piroxênio
com 0.1 a 0.3 wt % Ni; altamente susceptível ao
intemperismo em regiões de clima tropical
 Não existe correlação direta entre o teor de Ni no protólito
e nas lateritas
 Clima tropical úmido (Colômbia, Indonésia, Brasil) e
savana (Nova Caledônia, Cuba): alta temperatura e
alta taxa pluviométrica
 Depósitos localizados em regiões de clima temperado
(Russia) e semi-árido (Austrália) são mais antigos

26.  2.2 Depósitos de bauxita (Al)
 Bauxita: > 45.5% Al e < 20%Fe3+
 Protólito: Qualquer rocha (Al: elemento
abundante e pouco solúvel)
 Principais minerais de minério: gibbsita
[Al(OH)3] e bohemita (AlOOH)
 Clima tropical: quente e úmido
 Maiores produtores: Austrália (33 %), China,
Brasil (13 %), Guiné-África e Jamaica (DNPM,
2007).
 95 % das reservas brasileiras: Pará (DNPM, 2008)
2. Depósitos Minerais Supergênicos

27. Perfil Laterítico: Bauxita (Al)
(Fe)
(alumino-silicatada)
Contato irregular
(Biondi, 2003)

28. Clima: Quente e Úmido
(Bardossy e Aleva, 1990)
T Chuva

29.  Pouco controle litológico
 Condições morfo-tectônicas: locais bem
drenados que propicie a lixiviação dos
elementos (Ca, K, Mg, Na)
 Clima tropical úmido: Precipitação intensa e
temperaturas altas
 Gibbsita: estável em pH amplo de 4 a 12
(praticamente todos os ambientes
superficiais naturais)
Controles na gênese das mineralizações

30.  2.3 Depósitos laterítico de Fe
 Protominério (rocha-mãe): itabiritos (rochas
sedimentares de origem química-BIF
metamorfizados)
 Principal mineral de minério: Goethita, estável
em amplo pH (praticamente todos os
ambientes superficiais)
 Depósitos só são lavrados quando formados
sobre depósitos de Fe primário (BIF) (ex:
Serra dos Carajás-PA e Quadrilátero Ferrífero-
MG)
2. Depósitos Minerais Supergênicos

31. Perfil
Lateritico
de
Fe
Rocha Inalterada
Saprolito de granulação fina:
Minerais primários caulinta
Saprolito de granulação grosseira:
Smectita, caulinita, +/- feldspato
Lencol freatico
Horizonte Manchado:
Concreções de Fe + caulinita
Duricrosta: Fe2O3 > 20 % + nódulos
ou pisolitos de Fe + hematita + goethita
Seixos ferruginosos
(modificado de Tardy e Nahon, 1985)

32.  2.4 Depósitos supergênicos de Au
 Formam-se sobre depósitos primários de Au:
gdes pepitas de Au arredondadas (até 1 kg)
ou Au detrítico
 Geometria: Bolsões e lentes no interior dos
saprolitos
 Ouro supergênico: Dissolução, transporte
lateral e re-precipitação
 Brasil, W Austrália e W África
2. Depósitos Minerais Supergênicos

33. Perfil Laterítico de Au
Au
minério primário
Saprolito: argilominerais
goethita-hematita, +/- Qtz
ou serpentina-clorita (rochas
máficas e ultramáficas)
Au
(Modificado de Hocquard et al., 1993)
Zona emprobrecida em Au

34.  2.5 Depósitos supergênicos de Nb, Ti, P e
elementos de terras raras (ETR)
 Associados a carbonatitos
 Principais minerais de minério
 Nb: Pirocloro ou Pandaita (Ba-pirocloro):
[(Na,Ca,Ce)2Nb2O6(OH,F0]
 P e ETR: Monazita: [(Ce,La,Nd,Th,Y)PO4 e Apatita
[(Ca,Ce)5((P,Si)O4)3F]
 Ti: Anatásio (TiO2) e Ilmenita (Fe,Mg,Mn)TiO3
2. Depósitos Minerais Supergênicos

35. 2.4 Depósitos supergênicos de Nb, Ti,
P e elementos de terras raras (ETR)
 Processo de concentração: lixiviação dos
carbonatos (principais constituintes dos
carbonatitos), formação de carapaça
ferruginosa e espesso manto de
intemperismo com concentrações
residuais de Nb, Ti, P e ETR.
 Maiores produtores: Nb (Brasil, 97 %),
ETR (China, 97 %) e Ti (Austrália, 24 %)
(DNPM, 2008)

36.  2.6 Depósitos supergênicos de Mn
 A partir de rochas que contem rodocrosita
(Mn-carbonato), espessartita (Mn-granada),
Mn-olivina e Mn-piroxênio
 Processo supergênico: lixiviação dos
elementos móveis, oxidação de Mn2+ para
Mn+3 e Mn4+ e formação de óxidos
(hausmanita, manganita, pirolusita,
criptomelano e litioforita)
2. Depósitos Minerais Supergênicos

37.  2.7 Depósitos supergênicos de
argilominerais
2. Depósitos Minerais Supergênicos
(Biondi, 2003)

38. 2.7 Depósitos supergênicos de
argilominerais
 Principais reações formadoras dos
argilominerais: hidrólise, hidratação e
oxidação.
 Ambiente ácido e oxidante (acima da superfície
freática)
 3KAlSi3O8 + 6H+ +0.75O2 = 1.5[Al2Si2O5(OH)4] + 6SiO2 + 3K+
 2Mg2SiO4 + 4H+ + 0.5 O2 = Mg3Si2O5 (OH)4 +Mg2+ (aq)
(feldspato K) (caulinita)
(olivina) (serpentina)

39.  Ambiente menos ácido e não oxidante (abaixo da
superfície freática)
 3KAlSi3O8 + 3H+ = 1.5[Al2Si4O10(OH)2] + 3SiO2 + 3K+
 3KAlSi3O8 + 2H+ = KAl3Si3O10(OH)2] + 6SiO2 + 2K+
2.7 Depósitos supergênicos de
argilominerais
(feldspato K)
(feldspato K)
(montmorilonita)
(ilita)

40. 2.8 Depósitos supergênicos de Cu
(Goethita)
(Minério
Oxidado)
(Zona de
cimentação)
(Minério
Supergênico)
(Covelita e
Calcocita)
(Malaquita)
 Formam-se sobre depósitos primários de Cu
(do tipo pórfiro)
(Biondi, 2003)

41. 3. Exemplos Brasileiros
(Toledo et al., 2000)
Au
(Serra do Navio)
caulim
Cu
Au
Au

42. 3.1. Depósitos de Bauxita (Al) no Pará
(modificado de Hernalsteens e Lapa, 1988)
Trombetas
Compreende 95 % das reservas brasileiras
Reserva: 600 Mt
Teor médio: 49.5 % Al2O3

43. (ate 20 metros de espessura e
ate 10 % de gibbisita)
Zona Mineralizada
Base: Zona Saprolitica ou argiloso
(ate 60-70 % gibbisita)
(modificado de Hernalsteens e Lapa, 1988)

44.  Formaram-se sobre sedimentos argilo-
arenosos das formações Ipixuna, Itapecuru
e/ou Alter do Chão/Série Barreiras
 Gênese controversia da argila de Belterra
 Alóctone: Sedimentos depositado em ambiente
lacustre após a formação das bauxitas (fósseis)
 Autóctone: Evolução in situ por longo período de
tempo (Eoceno-recente), em clima equatorial a
úmido.
3.1. Depósitos de Bauxita (Al) no Pará

45. 4. Referencias Bibliograficas
Bardossy, G., Aleva, G.J.J., 1990, Lateritic bauxites. Amsterdam: Elsevier.
Biondi, J.C., 2003, Processos metalogenéticos e os depósitos minerais brasileiros. São Paulo:
Oficina de Textos.
Dardene, M.A., Schobbenhaus, C., 2001, Metalogênese do Brasil. Brasília: CPRM e Unb.
Departamento Nacional de Pesquisa Mineral, 2008, Sumário Mineral Brasileiro.
http://www.dnpm.gov.br/conteudo.asp?IDSecao=68&IDPagina=1165
Gleenson, S.A., Butt, C.R.M., Elias, M., 2003, Nickel laterites: A review, SEG newsletter, p.1,
12-17.
Hernalsteens, C.M.O., Lapa, R.P., 1988, Bauxita de Porto Trombetas, Oriximina, Para. In:
Schobbenhaus, C., Queiroz, E.T., Coelho, C.E.S. (Org). Principais Depósitos Minerais
Brasileiros – Metais básicos não ferrosos, ouro e alumínio. Brasilia: DNPM.
Hocquard, C.J., Zeegers, H., Freyssinet, P., 1993, Surpergene gold: An approach to Economic
Geology. Chronique de la Recherche Miniere, Orleans, n. 510.
Tardy, Y., Nagon, D. Geochemistry of laterites, stability of Al-goethite, Al-hematite and Fe3+-
kaolinite in bauxites and ferricretes: An approach to the mechanism of concretion
formation. American Journal of Science, New Haven: J.D. & E.S. Dana, v. 285, 1985.
Toledo, M.C.M., Oliveira, S.M.B.O e Melfi, A.J., 2000, Intemperismo e formação do solo. In:
Teixeira, W., Toledo, M.C.M., Fairchild, T.R., Taioli, F. (Org) Decifrando a terra. São Paulo:
Oficina de Textos, p. 139-166.