Associação de magnetometria, gamaespectrometria, geoquímica e petrografia para modelamento tridimencional da mineralização de nióbio do depósito Morro do Padre, Goiás, Brasil

Abstract

A Província Ígnea do Alto Paranaíba é um conjunto de rochas alcalinas cretáceas, com direção NW, que intrudem as rochas neoproterozóicas da Faixa Brasília, entre a borda sudoeste do Cráton do São Francisco e Bacia do Paraná. Essa província compreende os complexos Catalão I e II no sul de Goiás e Serra Negra, Salitre I, II e III, Araxá e Tapira, no oeste de Minas Gerais. O depósito de Nb do Morro do Padre, no Complexo de Catalão II, consiste em nelsonitos, apatititos, carbonatitos e rochas sedimentares fenitizados. Picrito e piroxenito representam membros menos evoluídos do complexo e são raros na área do depósito.Carbonatitos são de três tipos: carbonatito branco acinzentado, muito grosso a médio, constituído quase exclusivamente por calcita esbranquiçada, anédrica, milimétrica, com grãos de sulfeto e tetra-ferriflogopita subordinados; o segundo tipo ocorre como bolsões em diques de nelsonitos e é composto por calcita, tetraferriflogopita, pobre em magnetita e pirocloro e rico em apatita e sulfetos; o terceiro tipo é representado por geração final de diques milimétricos a decamétricos de carbonatito rico em tetra-ferriflogopita. Fenitos são rochas de coloração verde azulada a marrom avermelhado, homogêneas, que resultaram de interação de rochas sedimentares encaixantes com fluidos liberados pelo magmatismo alcalino. Nelsonito é a rocha hospedeira do minério de Nb. É composto por tetra-ferriflogopita, carbonato, apatita, magnetita e pirocloro. Enriquecimento adicional ocorre no perfil de solo desenvolvido sobre a mineralização primária.O nelsonito difere das demais rochas devido à assinatura própria, com valores altos de gamaespectrometria (CT, K, U e Th em cps) e susceptibilidade magnética (SI). Há dois tipos de nelsonito no depósito Morro do Padre, diferenciados por diferentes valores de K, Th e CT. A assinatura geofísica dos demais litotipos é muito semelhante, dificultando sua discriminação. Alguns perfis geofísicos verticais, baseados em testemunhos de sondagem (e.g. CQ 137) mostram dois tipos de carbonatito, em função do conteúdo de tetra-ferriflogopita. O modelamento 3D revela um corpo principal de nelsonito mineralizado, que corresponde a uma zona com maior concentração de diques no Morro do Padre. Esse corpo é alongado segundo a direção E-W, no qual a porção W se separa da porção E por região central mais estreita. O modelamento de Nb2O5, baseado na geoquímica de exploração, revela um corpo aproximadamente 20m maior em relação ao modelamento geofísico e inclui uma área a sudoeste do corpo. A técnica utilizada revelou-se uma ferramenta eficiente para exploração de novos depósitos na região e também para uma fase inicial de exploração de depósitos similares, fornecendo uma primeira idéia da dimensão do corpo de minério e contribuindo para otimizar o levantamento geoquímico. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The Alto Paranaíba igneous province is a NW-trending concentration of Late- Cretaceous alkaline igneous rocks, intruding Neoproterozoic rocks of the Brasília Belt, between the São Francisco craton and the northeastern border of the Phanerozoic Paraná basin. This province consists of Catalão I and II, in the south of Goiás, Serra Negra, Salitre I, II, III, Araxá and Tapira, in the west of Minas Gerais. The Morro do Padre, in Catalão II Alkaline Complex, consists of nelsonites, apatitites, carbonatites and fenites. Picrite and pyroxenite represent less evolved members of the complex and are rare in the deposit.There are three types of carbonatite: almost pure, medium - to coarse - grained carbonatite; the second type is apatite – and sulphide - rich, and occurs within the nelsonites, forming pockets that increase in size towards the center of the nelsonite dykes. The third type comprises mm to dm thick dykes of very fine to coarse grained carbonatite, typically containing phlogopite, magnetite and subordinate pyrochlore, crosscuting the sequence. Fenite is the wall-rock for the primary Nb deposit. It originated from the interaction of various metasedimentary rocks of the Late Proterozoic Araxá Group (Brasília Belt). It has a homogeneous aspect and green-blue color. Sometimes, there are considerable amounts of metassomatic tetra-ferriphlogopite grains. Nelsonites occur as stockworks of centimeter- to meter-thick, E-W oriented dykes composed of fine- to medium-grained carbonate, magnetite, apatite, tetra-ferriphlogopite, and pyrochlore. Nelsonite is the mineralized rock-type. Further Nb enrichment is achieved by residual pyrochlore concentration in the soil cover. The fresh nelsonite has typically high gamma-ray spectrometry (TC, K, U and Th; cps) and magnetic susceptibility (SI) signatures. Two types of nelsonite were recognized on the basis of geophysical data but the petrographic similarities hamper an easy discrimination during mapping or drill-core logging. The geophysical signature of the other rocks is very similar, hampering their discrimination. However, some of the vertical geophysical profiles, like drillhole CQ 137, show two kinds of carbonatite, which are interpreted as reflecting phlogopite contents. The 3D modeling of the deposits shows one nelsonite orebody that actually represents a zone with high concentration of nelsonite dykes. This body is elongated in the E-W direction, with a narrow central part which divides it into a western and an eastern portion. The Nb2O5 modeling based on exploration geochemistry shows an approximately 20m larger body than the one indicated by geophysical modeling, extending to the south-west. The technique applied in this work was very effective in locating new exploration area and should be a very efficient tool for first-stage exploration of similar deposits, providing a first approximation of the orebody dimenson and helping to optimize the geochemistry sampling during exploration and mining.