Caracterização mineralógica e filiação da vermiculita da mina Cerrado III - Sanclerlândia-GO

Abstract

Esta dissertação aborda o estudo da vermiculita do corpo ultramáfico Cerrado III, que possui forma elíptica e dimensões em torno de 300 x 150m, com orientação NW-SE, intrudido em biotita gnaisses pertencentes ao Complexo Granito-Gnáissico. Ocorre na região de Sanclerlândia/São Luís de Montes Belos, ao sul do Arco da Serra Dourada, a oeste da falha de São Luís de Montes Belos e a oeste dos Complexos Máfico-Ultramáficos de Mangabal I e II. O corpo Cerrado III, a exemplo de outros pequenos corpos máfico-ultramáficos existentes nesta região, pertence à Suíte Máfico-Ultramáfica Americano do Brasil, inserida no Arco Magmático de Goiás, de idade neoproterozóica. O manto de alteração intempérica sobre o corpo Cerrado III é de, aproximadamente, 12 m de espessura, marcado por minerais típicos e hidrobiotita. O lençol freático oscila em torno dos 20m de profundidade. Até este nível, a rocha se apresenta inconsistente permitindo a lavra mecânica. A partir daí, a alta coesão da rocha inviabiliza a lavra, apesar da mineralização de vermiculita avançar em profundidade. O objetivo deste estudo foi a caracterização da vermiculita do corpo Cerrado III, seu modo de ocorrência, tipos litológicos, filiação e seu comportamento nas diferentes etapas de concentração. A metodologia utilizada envolveu estudo de amostras de diversos pontos da Usina Industrial de Beneficiamento, assim como da mina, em diferentes estágios de evolução da cava através das técnicas de geoquímica em rochas e em palhetas, difração de raios-X, microscopia ótica e eletrônica. A caracterização permitiu a individualização de dois tipos de minério, aos quais foram dadas nomenclaturas em função da paragênese e das rochas ígneas de origem: Piroxenito hidrotermalizado e Peridotito hidrotermalizado. Este estudo permitiu ainda a obtenção de evidências de filiação hidrotermal para esta vermiculita, a partir da alteração de anfibólios. As evidências que sustentam essa hipótese são: localização da mineralização apenas em uma faixa externa, na borda do corpo ultramáfico; ausência de auréola de concentração de biotita na encaixante, que seria utilizada como “fonte” para a vermiculita; formato das seções basais das lamelas (mantendo preservados o hábito e clivagens do mineral máfico); preservação das exsoluções de ripas de ilmenita segundo orientação das clivagens do mineral máfico original; ausência de minerais micáceos nas análises por DRX; teores de K geralmente inferiores a 0,05%; associação mineral: olivina bem preservada, carbonato, talco, anfibólio e vermiculita, mesmo a profundidades abaixo de do nível máximo de flutuação do lençol freático (20m); ocorrência de mineralização de vermiculita em altos teores na rocha isenta de intemperismo, até profundidades em torno de 32m, onde foi possível investigar. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This study presents the characterization of the vermiculite of the ultramafic ore body of Cerrado III. It’s an elliptical shape body, of 300 x 150m wide, with main orientation NWSE that have been emplaced in biotite-hornblende gneisses of the Granite-Gnaissic Complex during the Neoproterozoic. The Cerrado III ore body occurs in the region of São Luís de Montes Belos and Sanclerlândia Counties, in the southern part of Serra Dourada Arc; western area of São Luís de Montes Belos fault and western part of the Mafic-Ultamafic Complexes of Mangabal I and II. As the other small mafic-ultramafic bodies known in this region, the Cerrado III body belongs to the Mafic-Ultramafic Suite of Americano do Brasil, a member of the Magmatic Arc of Goiás. The weathering profile goes down to 12 meters and is composed by typical minerals as kaolinite and illite, as well as hidrobiotite. The water table varies around 20 m depth where the rocks are unconsolidated and the ore can be mined by mechanic ways. Below this level the hardness of the rock makes the ore extraction unfeasible, although the mineralization continues in the hard rock. The main object of this study is the characterization of the vermiculite of the ore body Cerrado III, its way of occurrence, associated lithologic types, the vermiculite association and its dressing behavior. The study methodology was carried out with samples of different stages of the Industrial Dressing Plant, as well as several ones from the open pit mine in different times. These samples were investigated by geochemistry of rocks and pure vermiculite, x-ray diffraction, as well as optical and electronic microscopy. This characterization pointed to the identification of two ore types, and their classification was chosen by their mineral assembly as well as their original igneous rock type: hornblende hydrothermal pyroxenite and hydrothermal peridotite. This study pointed out the following hydrothermal associations’ evidences for the vermiculite after amphibole alteration. The main evidences are: mineralization occurring only in the border of the ultramafic body; lack of a rim with biotite concentration in the host rock, to be used as the source of the vermiculite; the shape of the basal sections of the vermiculite, maintaining the habit and cleavages of the original mafic mineral; presence of preserved fine spindle-shaped bodies of exsoluted ilmenite following the original mafic mineral cleavages directions; lack of micaceous minerals in the XRD analysis; K content usually lower than 0,05%; mineral association of well preserved olivine, carbonate, talc, amphibole and vermiculite in depths even below the water table (20 m); presence of high grade vermiculite mineralization down to 32 m, in hard rock, until where the investigation was possible.