Evolução do peso dos diamantes ao longo do rio Chicapa (Lunda, Angola)

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1 Mineração Evolução do peso dos diamantes ao longo do rio Chicapa (Lunda, Angola) Luís Chambel Eng. de Minas, MSc, MBA, doutorando em Eng. de Minas e Georrecursos. Bolsista do programa PRAXIS XXI. diamante@ip.pt Resumo Foram utilizados nesse estudo dados relativos a um trecho com cerca de 120 km de extensão do vale principal do rio Chicapa.Verificou-se a existência de um bom ajustamento de funções do tipo logarítmico às observações do peso médio dos diamantes. A análise das características das distribuições nos dois casos em que para tal existiam dados confirma as previsões teóricas: uma diminuição marcada do peso médio e do alongamento das curvas de distribuição granulométrica para jusante. Palavras-chave: diamantes aluvionares, rio Chicapa, peso médio, distribuição granulométrica. Abstract The analysis conducted confirmed what was expected: a marked size decrease tendency in the direction of the river flow. The study has also shown that functions of the logarithm type show a good adherence to the available data, both in the Chicapa and Namibia cases. Although with fewer data, a diamond size distribution analysis was conducted. That preliminary analysis has given indications concurrent with the theoretical predictions, that is, smaller average diamond size and diamond size variation were observed in the direction of the river flow. Keywords: alluvial diamonds, Chicapa river, average size, size distribution. 1

2 1. Introdução 1 ou peso, sendo as duas palavras usadas indiferentemente neste trabalho. Os diamantes de jazigos de origem aluvionar representam uma fatia importante, se bem que decrescente, do valor da produção mundial. O estudo das características daqueles jazigos, nomeadamente da granulometria média 1 dos diamantes que neles ocorrem, é importante, não só pela sua influência direta na valorização respectiva mas, também, pelas indicações que pode dar à prospecção de jazigos primários. Foram já publicados alguns trabalhos relacionados com a análise da evolução granulométrica dos diamantes aluvionares a partir da sua origem - ver Sutherland (1982). Embora tenham sido apresentados resultados relativos a outras situações, o caso clássico é o da evolução da dimensão média dos diamantes do litoral da Namíbia. A análise efectuada para o caso dos diamantes dos jazigos situados na costa da Namíbia beneficiou do fato de ser conhecida a origem dos diamantes e de esta ser única (o rio Orange, sendo a análise efetuada em função da distância à respectiva foz). No caso da Lunda, a situação é bem mais complexa, dada a extensão da presença de mineralização em diamantes, a variedade dos tipos de jazigos (jazigos primários - com diferentes populações de diamantes, em qualidade e dimensão - e secundários - recentes e de anteriores ciclos de concentração) e a existência de fenômenos de reconcentração. Assim, num dado troço dum dos rios principais da Lunda, de que o Chicapa é um exemplo, podem encontrar-se misturas de populações de diamantes provenientes de diversas origens e/ou sujeitas a números diferentes de ciclos de concentração (erosão-transporte-deposição). A acrescer à complexidade da situação em questão, a alimentação em diamantes dá-se não só ao longo do vale principal do rio (isto é, longitudinalmente), mas, também, a partir dos afluentes dos rios principais (isto é, transversalmente), carreando também estes eventuais misturas de populações de diamantes. O transporte fluvial tem uma diferença em relação ao transporte marinho. No primeiro caso, há que considerar, como causa da redução da granulometria média dos diamantes, quer a sua selecção natural - presente no segundo caso - quer a diminuição da capacidade de transporte dos cursos de água, à medida que se caminha para jusante, que não se verifica necessariamente no caso do transporte por ação das correntes marítimas. 2. Jazigos de diamantes Os quimberlitos estão abundantemente representados no território angolano, estando identificados para cima de sete centenas. Destes apenas alguns estão mineralizados e menos ainda serão econômicos. Dos quimberlitos mineralizados merecem destaque o Camútuè (Figura 1) e Caixepa, o Camafuca-Camazambo (um dos maiores, se não o quimberlito com maior extensão no mundo), o Catoca, o Camagico e o Camatchia - ver Chambel (1999). Os jazigos aluvionares de diamantes (Figura 2) têm sido, desde a descoberta do primeiro diamante em Angola, a principal - quase única - fonte de produção de diamantes. O teor e a qualidade dos jazigos até agora explorados têm dado uma reputação invejável a Angola enquanto produtor de diamantes. Apesar de algum decréscimo de reservas nas regiões tradicionais, como é a do Lucapa (Lunda Norte), noutras permanecem ainda reservas significativas de diamantes, assegurando um fluxo de diamantes com origem nesse tipo de depósitos. Os jazigos aluvionares recentes - geomorfologicamente jazigos de leito de rio, de planície aluvial, de terraço e de vale - devem a sua importância à grande extensão que ocupam no território angolano, à elevada qualidade média e conseqüente valor das suas pedras e às suas características mineiras e mineralúrgicas. A origem direta dos seus diamantes situa-se nos quimberlitos, na Formação Calonda e/ou outras formações não relacionadas com a rede hidrográfica atual e em depósitos recentes (Quadro 1). Nos rios Chicapa, Luachimo, Chiumbe e Luembe 2 - cujo curso é sen- 2 os dois últimos com um potencial diamantífero atual muito menor que os dois primeiros. Kimberlito Camútuè Lunda, Angola Um jazigo aluvionar Lunda, Angola 15% 25% 20% % peso retido 10% 5% Pe 15% so ret id o (% ) 10% 5% 0% Malha do crivo (mm) 0% Abertura do crivo (mm) Figura 1 - Distribuição granulométrica dos diamantes do quimberlito Camútuè (Lunda, Angola). Figura 2 - Distribuição granulométrica dos diamantes de um jazigo aluvionar (Lunda, Angola). 2

3 Quadro 1 - Principais unidades geológicas da Lunda - Monforte (1993). Formações Superficiais Sistema Kalahari Formação Calonda Holocênico a Pliocênico Sup. Pliocênico Inf. A Eocênico Cretácio Méd. a Sup. Terrenos de Cobertura Terrenos de Substrato Sistema Continental Intercalar Sistema Karroo Grupo Luana Série Metamórfica do NE de Angola (antigo Sistema Kibaras) Erupção dos kimberlitos Jurássico Sup. A Cretácio Inf. Série de Cassange Série de Lutôe Reciano a Carbônico Sup. Formação Cartuchi-Camaungo 650 Formação Luana +/- 200 Ma Série Superior Sup. 1,100 Série Inferior Cretácio Méd. Pré-Câmbrico +/- 200 Ma Complexo Metassedimentar (?) Med /- 200 Ma Complexo Base Sistema Superior 2700 Inf. Sistema Inferior +/- 200Ma sivelmente paralelo -, situam-se alguns dos principais conjuntos de depósitos aluvionares de Angola, só ultrapassados em importância e valor unitário dos diamantes pelos jazigos ligados ao rio Cuango. Os jazigos dos rios Chicapa e Luachimo são, hoje em dia, excetuando o caso do Cuango, o principal objecto de atividade mineira diamantífera em Angola. 3. O rio Chicapa A bacia hidrográfica do rio Chicapa fica situada no Nordeste Angolano, nas províncias da Lunda Norte e Lunda Sul. Afluente do Kassai, por sua vez afluente do Zaire, o rio corre de sul para norte, estando a sua nascente situada ligeiramente a sul do paralelo 11ºS. A rede hidrográfica principal encontra-se pouco encaixada, correndo em vales largos que separam interflúvios de relevos suaves, peneplanizados. Situa-se no vale principal do Chicapa, sendo atravessado pelo próprio rio, um dos principais jazigos primários de diamantes não explorados, o Camafuca-Camazambo. Encontram-se ainda nas proximidades do Chicapa outros importantes quimberlitos mineralizados, como o Catoca e o Camatchia. 4. Dados e metodologia Foram utilizados nesse estudo da- dos relativos a um troço com cerca de 120 km de extensão do rio Chicapa (Lunda, Angola), cuja localização exata não é revelada para salvaguardar o teor confidencial dos dados. Para melhorar a comparação dos resultados obtidos, foram apenas considerados dados da prospecção efetuada ao longo do vale principal do Chicapa, tendo sido descartados os resultados Figura 3 - Curso do rio Chicapa. relativos aos trabalhos efetuados nos seus tributários. Para cada um dos blocos mineralizados foram estudados os resultados obtidos nos poços positivos (aqueles em que se encontrou pelo menos um diamante), tendo sido calculado o peso médio dos diamantes de cada bloco. Foi, também, calculada a coordenada média (y, no sentido S-N) dos poços positivos de cada bloco. 3

4 A análise da variação da granulometria média foi efetuada com base nos pares de valores referidos. Foram efetuadas três análises recorrendo a subconjuntos sucessivos de pares de valores (peso e coordenada y médios): Em primeiro lugar, foi efetuada uma análise com base nos 18 pares de valores disponíveis (amostra total). Tendo em atenção o fato de que parte dos pares de valores correspondiam a blocos cujo peso médio dos diamantes foi calculado com uma amostra de pequena dimensão, foi efetuada uma análise, em toda a extensão do troço estudado - trecho longo, para os casos em que existia uma amostra da população de pelo menos 500 pedras. Por fim, atendendo à lacuna de informação relativa a parte do troço total estudado, foi analisada a evolução granulométrica para um trecho inicial de cerca de 40 km - trecho curto. Também nesse caso foram apenas considerados os valores referentes aos blocos com amostras das populações respectivas de diamantes superiores a 500 pedras. Em adição às análises efetuadas com base no peso médio dos diamantes, explorou-se uma análise da variação das características das distribuições do peso dos diamantes nos diversos blocos mineralizados. Atendendo à forma como os dados de cada poço de prospecção são apresentados - número e peso total dos diamantes encontrados -, não é possível obter uma distribuição do peso das pedras individuais com base nos resultados de todos os poços positivos de cada bloco. Efetuou-se, assim, um estudo dos dados disponíveis com o objetivo de simular a distribuição do peso da população dos diamantes de cada bloco a partir da subamostra dos poços em que foi encontrado apenas um diamante. Para tal, comparou-se o peso médio da subamostra dos poços com um diamante com o peso médio dos diamantes do bloco (calculado a partir de todos os poços positivos desse bloco). Para a maioria dos blocos, registaram-se diferenças não desprezíveis entre os pesos médios referidos. Em geral, essas diferenças eram mais acentuadas para os casos em que pelo menos uma das situações seguintes se verificava: O número de poços com apenas um diamante era reduzido. O número de poços positivos era reduzido. A ocorrência dessa situação implica, naturalmente, a ocorrência da primeira, sem que o contrário seja forçosamente verdadeiro. A seleção dos blocos a estudar foi feita com base na aplicação do critério de semelhança dos pesos médios (diferença em relação ao peso médio total <20%) e na existência de, pelo menos, 30 poços com um só diamante. Após a realização desse trabalho de selecção, dos dezoito blocos iniciais individualizaramse dois, situados nas coordenadas 4,534 km e 89,744 km. Tabela 2 - Parâmetros das funções ajustadas. Todos os depósitos 5. Resultados obtidos 5.1 Análise da evolução do peso médio Os resultados obtidos para a análise em epígrafe encontram-se representados nas Tabelas 1, 2 e 3 e na Figura 4. Como pode observar-se, a evolução do peso médio dos diamantes dos jazigos situados ao longo do vale principal do rio Chicapa caracteriza-se por um decréscimo inicial rápido, a que se segue um decréscimo sucessivamente menos acentuado. Nesse trabalho foi ensaiada a adaptação de dois tipos de funções diferentes da usada por Sutherland (1982) para interpolação da granulometria média dos diamantes em função da coordenada y: Função logaritmo y=aln(x)+b [1] Função potência y=ax b [2] Tabela 1 - Parâmetros das curvas ajustadas por Sutherland (1982). Parâmetros da função ajustada, Litoral da Namíbia Kasai Cuango N'Goéré y=a.exp(-b.x 1/2 ) a b Parâmetros da função ajustada, y=aln(x)+b Rio Chipaca, Angola Depósitos com mais de 500 pedras Trecho longo Trecho longo Trecho curto Litotal da Namíbia a b Tabela 3 - Qualidade dos ajustamentos das funções. Qualidade do ajustamento da função R 2 Todos os depósitos Rio Chipaca, Angola Depósitos com mais de 500 pedras Trecho longo Trecho longo Trecho curto Litotal da Namíbia Potência Logarítmica

5 2.5 Litoral da Namíbia y = Ln(x) R 2 = y = x R 2 = Rio Chicapa, Angola trecho longo, todos os depósitos y = Ln(x) R 2 = y = 0.275x R 2 = Rio Chicapa, Angola trecho curto, amostras > 500 pedras y = Ln(x) R 2 = y = x R 2 = Rio Chicapa, Angola trecho longo, amostras > 500 pedras y = Ln(x) R 2 = y = x R 2 = Figura 4 Evolução da granulometria média dos diamantes de jazigos aluvionares ao longo do rio Chicapa (Angola) e do litoral da Namíbia. 5

6 Na maior parte dos casos analisados, a função logarítmica obteve melhores ajustamentos aos dados - ver Tabela 3 e Figura 4. Como seria de esperar, verificam-se alguns desvios em relação à curva interpolada (ver a seguir). Esses desvios podem ser explicados por um, ou mais, dos seguintes fenômenos: Mistura de populações de diamantes devida à existência de depósitos - aluvionares ou primários - com granulometria média diferente da esperada, se se considerasse apenas uma fonte única de diamantes - alimentação lateral e, ou intersecção de estruturas mineralizadas. Variação local das condições de transporte e deposição. A dimensão dos desvios, quando resultado de mistura de populações, será tanto maior quanto maior for a diferença de granulometria entre a população carreada pelo rio e a população de diamantes atravessada e quanto maior for o volume de diamantes erodido face ao volume dos diamantes originados a montante. Esses efeitos são, sobretudo, locais, atendendo à rápida diminuição de granulometria dos diamantes na vizinhança da sua origem. Observa-se nos resultados obtidos um melhor ajustamento das funções interpoladas, quando se consideram troços menores ou se limitam os pontos amostrais aos jazigos com maiores amostras das populações de diamantes. Esse fato não é inesperado, dado que: ao limitar-se a inclusão nos dados analisados aos resultados obtidos nos jazigos com maiores amostras de diamantes, excluem-se os casos em que a variação da granulometria média é maior. ao limitar-se o comprimento do troço analisado, diminui-se a probabilidade de ocorrência de misturas de populações (devidas à intersecção pelo rio de estruturas mineralizadas em diamantes). Da análise das distribuições granulométricas dos dois casos disponíveis - ver Figuras 5 e 6 e Tabela 4 - ressalta: uma diminuição da granulometria média (analisada no ponto anterior) e uma diminuição marcada do alongamento da curva de distribuição granulométrica. O efeito de diminuição do alongamento da curva de distribuição, bem como da diminuição do peso médio dos diamantes, com concentração dos diamantes nas classes granulométricas mais finas, é resultado da sua fraturação por choque durante o transporte e da diminuição da capacidade de transporte do rio. O peso relativo dos dois efeitos poderia eventualmente ser avaliado a partir da análise da evolução da proporção de pedras fraturadas, dado não disponível. Pedras (% total 6. Conclusões e perspectivas A análise dos resultados observados para a evolução da granulmetria dos diamantes do vale principal do rio Chicapa e a sua comparação com dados referentes ao litoral da Namíbia permitiramnos chegar às seguintes conclusões: A evolução do peso médio dos diamantes dos jazigos situados ao longo do vale principal do rio Chicapa caracteriza-se, no troço estudado, por um decréscimo inicial rápido, a que se segue um decréscimo sucessivamente menos acentuado, evolução semelhante à observada no litoral da Namíbia. Existe um bom ajustamento de fun- Figura 5 - Distribução granulométrica dos diamantes ao km 4,534. Pedras (% total Distribuição granulométrica dos diamantes km 4, > 1.00 Peso (Ql) Distribuição granulométrica dos diamantes km 89, Evolução das distribuições granulométricas > 1.00 Peso (Ql) Figura 6 - Distribução granulométrica dos diamantes ao km 89,744. 6

7 Tabela 4 - Medidas descritivas das distribuições amostrais do peso dos diamantes. Dimensão da amostra 4,534 km 89,744 km Média Moda Mediana Mínimo Máximo Desvio padrão Coeficiente de variação Kurtosis Coeficiente de assimetria Localização do jazigo ções do tipo logarítmico às observações da granulometria média dos diamantes dos jazigos do vale principal do Chicapa, igualmente, verificado para as observações efetuadas ao longo do litoral da Namíbia. A qualidade do ajustamento é maior no litoral da Namíbia que em qualquer uma das situações observadas no Chicapa, o que poderá ser explicado pela inexistência de fenômenos significativos de mistura de populações de diamantes - alimentação lateral reduzida. Não é possível, por insuficiência de dados, tirar conclusões seguras acerca da evolução da distribuição do peso dos diamantes ao longo do vale do Chicapa. A análise das características das distribuições, nos dois casos em que para tal existiam dados, confirma as previsões teóricas, isto é, uma diminuição marcada do alongamento das distribuições granulométricas no sentido de jusante. Na seqüência direta desse trabalho, está a ser desenvolvido um estudo que tenta relacionar variações da granulometria média com a ocorrência de misturas de populações de diamantes de diferentes características, nomeadamente provenientes de jazigos primários. A confirmação prática do conceito teórico para esse caso, e outros que venham a ser estudados, poderá ter reflexos na pesquisa de novos jazigos de diamantes. Irá tentar-se, ainda, a modelação da evolução das características das distribuições granulométricas dos diamantes com base em dados adicionais. Nesse estudo terá particular importância a definição do tipo de função de distribuição. Está, também, nesse momento, a ser desenvolvido trabalho adicional referente a um trecho da bacia do rio Jequitinhonha (Minas Gerais, Brasil). Os dados disponíveis para esse trabalho permitirão não só uma análise da evolução granulométrica mas, também, uma análise da evolução da qualidade dos diamantes (% de diamantes industriais). A análise comparada das duas evoluções é tanto mais interesante quanto a análise da qualidade dos diamantes, embora tratada conceptualmente não foi ainda objeto de estudos quantitativos publicados. Além do seu valor intrínseco, os dados adicionais recolhidos da análise do caso do rio Jequitinhonha permitirão confirmar, ou não, as conclusões do presente trabalho. Agradecimentos Esse trabalho foi efetuado no âmbito do trabalho de doutoramento do autor, realizado com o apoio de uma Bolsa de Doutoramento concedida pelo Programa PRAXIS XXI. Bibliografia CHAMBEL, L. Diamond deposits of Angola. INTERNATIONAL GEMOLOGICAL SIMPOSYUM, San Diego, Estados Unidos da América, 21 a 24 de Junho de 1999, Extended abstracts. Gems & Gemology, v.35, Fall 1999, p DIAMANG. Dados de prospecção. MONFORTE, A. Estudo dos diamantes do Goege (Junho de 1960). Relatório da DIAMANG, Companhia de Diamantes de Angola MONFORTE, A. O diamante em Angola nas rochas quimberlíticas e nos jazigos secundários. Geologia Geral. Lisboa: Sociedade Portuguesa de Empreendimentos, 1988, v p. MONFORTE, A. Os jazigos de diamante em Angola, a problemática da sua prospecção: evolução e perspectivas. Sociedade Portuguesa de Empreendimentos (Policopiado) p. PINTO, A., CHAMBEL, L. O petróleo e os diamantes, os dois pilares da economia angolana Em preparação. SÍNESE. geoangola, base de dados geológica de Angola SUTHERLAND. The transport and sorting of diamonds by fluvial and marine processes. Economic Geology, v. 77, n. 7, p , Artigo recebido em 15/03/2000 7