Depósitos de enriquecimento supergênico

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1 Depósitos de enriquecimento supergênico

2 Depósitos de enriquecimento supergênico Os depósitos de enriquecimento supergênico ocorrem em sub-superfície na altura e abaixo do lençol freático. Pode haver uma gradação perfeita entre os depósitos de concentração residual e os depósitos de enriquecimento supergênico.

3 Chuquicamata, Chile. Camada preta rica em óxidoshidróxidos de Fe. Camada branca zona do minério de Cu supergênico. Bancada tem 50m cada.

4 Depósitos de enriquecimento supergênico As principais reações químicas associadas aos processos supergênicos são: hidrólise (dissolução dos minerais pela água) acidificação, dissolução dos minerais por ácidos.

5 O enriquecimento supergênico de sulfetos depende: rocha fonte porosa e permeável à água meteórica; conter pirita em abundância para produzir ácidos oxidantes; conter minerais metálicos solúveis em ácidos; e um ambiente com precipitação pluvial alta.

6 Muita chuva Pirita Metais solúveis em ácido Rocha porosa

7 Depósitos de enriquecimento supergênico Cu é o principal elemento. Muitos dos depósitos econômicos de Cupórfiro do mundo devem sua viabilidade econômica a enriquecimento supergênico.

8 Muita chuva O 2 CO 2 Superf. freática py H 2 SO 4 óxidos Sulfetos primários, ou hipogênicos, ou protominério

9 O perfil supergênico pode ser subdividido em três zonas principais denominadas de: zona oxidada zona cimentada ou de enriquecimento supergênico zona hipogênica ou protominério O 2 CO 2 Superf. freática óxidos minério (Sulfetos) secundário ou supergênico Sulfetos primários, ou hipogênicos, ou protominério A Zona de aeração, dissolução, oxidação B Zona de saturação ou cimentação ou enriquecimento superg. C Zona de estagnação ou zona do proto-minério

10 Exemplo de enriquecimento supergênico Andes parte verde marca o freático.

11 A zona oxidada pode ser subdividida em três sub-zonas: gossan ou chapéu de ferro subzona lixiviada minério oxidado: sulfatos, carbonatos, óxidos ex. crisocola, cuprita e malaquita Gossan ou chapéu de ferro Zona lixiviada Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

12 Goetita e llimonita

13 Azurita e malaquita

14 Barita, galena e cerucita

15 O processo opera em 4 estágios 1) oxidação e hidratação (chapéu de ferro) e dissolução na zona de oxidação (pirita) 2) lixiviação de metais e movimento descendente 3) Deposição na zona de oxidação 4) deposição de sulfetos supergênicos

16 Minério minério (Sulfetos) secundário ou supergênico Abaixo do lençol freático, as rochas e o minério permanecem sempre embebidos em água. A circulação é muito lenta e com o ambiente redutor, reduz a água meteórica ao campo de estabilidade dos sulfetos. depositam os elementos dissolvidos na zona superior: a zona de cimentação ou zona de enriquecimento supergênico.

17 Minério Cu 2+ /HS - > Cu 2+ /HS - < calcocita covelita minério (Sulfetos) secundário ou supergênico Apresenta coloração cinza esverdeada, característica de zonas redutoras. Os sulfetos interagem e o cobre dissolvido na zona superior e é reprecipitado. Calcocita contém 79,8% de Cu covelita 66,4% de Cu, As duas fórmulas (Cu 2 S e CuS) refletem esta diferença.

18 Covelita CuS

19 Covelita e enxofre

20 Calcocita Cu 2 S

21 Geoquímica e mineralogia O processo principal oxidação de sulfetos: íons de hidrogênio e sulfatos, o Eh e ph são importantes controladores. chapéu de ferro: 2FeS 2 + 7O 2 +2H 2 O 2FeSO 4 (aq) + 2H 2 SO 4 (aq) ou 2FeS 2 + 7,5O 2 +4H 2 O Fe 2 O 3 + 2H 2 SO 4 (aq) pirita hematita

22 Goetita, hematita e limonita

23 Geoquímica e mineralogia Ácido sulfúrico e sulfatos férricos atuam como solventes potentes de outros sulfetos metálicos. Se a acidez das águas percolantes, pelo depósito mineral, é mantida, elementos como Cu, Ag, e Zn são lixiviados. Estas soluções ácidas lixiviam a zona oxidada, gerando uma zona desprovida de cátions abaixo do gossan zona de lixiviação Gossan ou chapéu de ferro zona de lixiviação Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

24 Geoquímica e mineralogia Se ocorrer a neutralização das águas ácidas por rochas encaixantes reativas, como rochas carbonáticas, levam os metais dissolvidos a reprecipitarem como minerais estáveis. Esta zona acima da superfície freática é rica em sulfatos, carbonatos, óxidos do minério. Gossan ou chapéu de ferro zona de lixiviação Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

25 Zona de oxidação

26 Geoquímica e mineralogia O ferro permanece estável em solução mantendo o fluido ácido e redutor. ambiente onde vários sulfetos são dissolvidos: calcopirita, calcocita, bornita. CuFeS 2 + 8,5O 2 + 2H 2 O Fe 2 O 3 + 2Cu SO 4 (aq) + 4H + Calcopirita hematita CuFeS 2 + 8Fe 2 (SO 4 ) 3 + 8H 2 O 17FeSO 4 + 2CuSO 4 (aq) + 2H 2 SO 4 (aq) Calcopirita Gossan ou chapéu de ferro zona de lixiviação Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

27 Geoquímica e mineralogia O H 2 SO 4 liberado pela oxidação dos sulfetos (ex. calcopirita) ajuda a manter o Cu em solução como sulfato de cobre. Nas porções superiores dos depósitos de cobre supergênicos pode ocorrer óxidos: Cu o + Cu 2 O + O 2 3CuO cuprita tenorita Gossan ou chapéu de ferro zona de lixiviação Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

28 cuprita

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30 Azurita e malaquita

31 Geoquímica e mineralogia Na presença de calcários, soluções cupríferas reagem com CO 2, derivado dos carbonatos, para formar os carbonatos hidratados de cobre: 2CuO + CO 2 + H 2 O Cu 2 (OH) 2 CO 3 tenorita malaquita 3CuO + 2CO 2 + H 2 O Cu 3 (OH) 2 (CO 3 ) 2 tenorita azurita Gossan ou chapéu de ferro zona de lixiviação Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

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33

34 crisocola

35 Anglesita e malaquita

36 Geoquímica e mineralogia Caso os sulfatos gerados na zona de oxidação não possam ser neutralizados, vão migrar descendentemente até encontrarem o minério sulfetado primário: CuSO 4 + Fe 2 S FeSO 4 + CuS Reações deste tipo formam os sulfetos supergênicos, pela reação dos sulfatos vindos da zona de oxidação com sulfetos primários, hipogênicos. A covelita, calcocita e violarita (sulfetos de Cu e Ni) são minerais típicos desta zona de cimentação.

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38

39 violarita

40 Zona oxidada proto ore Enriquecimento supergênico CC CV Exemplos de depósitos

41 Chumbo e zinco Fora o cobre outros metais em sulfetos podem ser oxidados como o chumbo: PbS + 2O 2 PbSO 4 galena anglesita Na presença de calcário, galena oxida para cerussita, um carbonato insolúvel. PbS + H 2 O + CO 2 + 2O 2 PbCO 3 + SO 4 + 2H +

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43 Anglesita cerussita

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46 Três tipos principais Formação de nuggets de ouro Enriquecimento de Cu-pórfiro Enriquecimento de BIF

47 Enriquecimento de BIF

48 Nugget de ouro

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50 Gossan

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53 Descriminação de gossan

54 Descriminação de gossans Gossan concentração maciça de limonita formada por veios de sulfeto ou minério de sulfeto maciço.

55 Descriminação de gossans Limonita residual, e outros produtos de Fe, é guia para minério em cobertura residual. Elemento traço: minério x limonita laterítica, bog-fe x produtos de py hidrotermal estéril, py singenética, carbonatos de Fe. Gossan concentração maciça de limonita formado por veios de sulfeto ou minério de sulfeto maciço.

56 Formação de gossans Py Fe(OH) 3 + H 2 SO 4 COLÓIDE Fe(OH) 3 amorfo- fase de Cu Zn Ag absorção de metais) Pb Co goetita ou hematita (engrossa o grão diminui a afinidade de absorção)

57 O perfil supergênico pode ser subdividido em três zonas principais denominadas de: zona oxidada; zona cimentada ou de enriquecimento supergênico; zona hipogênica ou protominério. O 2 CO 2 Superf. freática óxidos minério (Sulfetos) secundário ou supergênico Sulfetos primários, ou hipogênicos, ou protominério A Zona de aeração, dissolução, oxidação B Zona de saturação ou cimentação ou enriquecimento superg. C Zona de estagnação ou zona do proto-minério

58 O perfil supergênico pode ser subdividido em três zonas principais denominadas de: zona oxidada; zona cimentada ou de enriquecimento supergênico; zona hipogênica ou protominério. O 2 CO 2 Gossan ou chapéu de ferro Superf. freática óxidos minério (Sulfetos) secundário ou supergênico Sulfetos primários, ou hipogênicos, ou protominério A Zona de aeração, dissolução, oxidação B Zona de saturação ou cimentação ou enriquecimento superg. C Zona de estagnação ou zona do proto-minério

59 Descriminação de gossans Adsorção de elementos - traço nos óxidos hidratados amorfos podem dar boas indicações: Pb, Cu, Ag (< Zn), quando cristalizam em hematita e goetita, adsorvem os metais na estrutura. Mo, As e Se (adsorvidos por FeO 2, em condições ácidas ) Carapaça endurecida ferruginosa.

60 Gossan enriquecimento supergênico

61 Laterização em bif: Serra da Rola Moça, BH

62 Discriminação de gossans Combinações para Minério de Ni-Cu Alto Cu e Ni e baixo Mn e Cr Campo de gossan verdadeiro Gossan Ni Gossan chert Sulfetado Falso gossan Campo de gossan falso Enriquecimento Cu no minério primário pent-poccpy, gossan verdadeiro. Soluções ácidas (ph 3), oxidação dos sulfetos, lixivia o Zn. Alteração de máficas e ultramáficas não gera soluções ácidas e não mobiliza o Zn. Diagrama triangular Ni-Cu-Zn utilizado para discriminar derdadeiros e falsos gossans de Fortaleza de Minas (Taufen & Brenner 1987) ph hidro Fe 3+ 2 ph hidro Cu 2+ 5,3 ph hidro Zn 2+ 7

63 Pium - Hi NPaa - Grupo Araxá (Neoproterozóico) Complexo Varginha-Guaxupé (Mesoproterozóico Greenstone belts Fortaleza de Minas (fm), Rio Mata Cavalo (mc) 2971 m.a. e Serro (Se) Greenstone belt Pium-Hi Ultrabásica 3116m.a Complexos ortognaissicos Grupo Bambuí

64 Fortaleza de Minas

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76 Saída de campo Prospecção 2006 Vista parcial do Passivo da Plumbum em Adrianópolis.

77 Adrianópolis, Ribeira - Vale da Ribeira

78 Divisa Adrianópolis Ribeira (SP)

79 Trabalhos de prospecção em cavas antigas.

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81 Mina subterrânea de Panelas

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85 CC CV Lençol de enriquecimento Interação hipogênica supergênica em depósito Cu pórfiro.

86 Cor esverdeada, efeito da Mineralização supergênica. Radomiro Tomic Porphyry Copper Deposit, Chile.

87 Enriquecimento supergênico, Chile.

88 Cores amarronzadas da zona de oxidação, do depósito de enriquecimento supergênico. Mina de Silver Bell.

89 Silver Bell North pit.

90 Cores de embassamento típicas de hidróxidos de Fe (possivelmente goetita ou lepidocrossita) formado na superfície da rocha. Cores formadas por finas camadas dos hidróxidos na sujperfície da rocha e não por elementos traços. Open pit 2, Transaction mine, Rodalquilar District, Spain.

91 Erdenet Copper mine, Mongólia

92 Calcocita Cu 2 S

93 Covelita - CuS

94 Digenita Cu 9 S 5

95 Cubanita - CuFe 2 S 3

96 Cuprita Cu 2 O

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