Dissertação de Mestrado - ppgem

1

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA

METALÚRGICA E DE MINAS

Dissertação de Mestrado

"Caracterização Mineralógica de minérios goethíticos-limoníticos

da mina de Alegria, M.G."

Autor: Júnia Maria de Pinho Rocha

Orientador: Paulo Roberto Gomes Brandão

Março, 1997

2

JÚNIA MARIA DE PINHO ROCHA

Caracterização Mineralógica de Minérios Goethíticos-limoníticos

da mina de Alegria.

Dissertação de Mestrado apresentada ao Curso de Pós-graduação

em Engenharia Metalúrgica e de Minas da Universidade Federal

de Minas Gerais.

Área de concentração: Tecnologia Mineral

Orientador: Prof. Paulo Roberto Gomes Brandão

Belo Horizonte

Escola de Engenharia da UFMG 1997

3

Aos meus pais, Ayrton e Isa.

4

AGRADECIMENTOS

A autora agradece a todos aqueles que, direta ou indiretamente, colaboraram na

preparação deste trabalho, e em particular:

A SAMARCO MINERAÇÃO S.A., pela disponibilidade e colaboração

Ao professor, orientador e amigo Paulo Roberto Gomes Brandão por sua

compreensão, disponibilidade e orientação;

À Ilda, Izabel e Eliomar, pelo carinho com que colaboraram com esta pesquisa;

Ao Engenheiro Geólogo Régis Quesada Casquet pela compreensão,

cooperação e sobretudo por ter proporcionado condições para a conclusão

deste trabalho;

A Weverton (Tão) pela disponibilidade, dedicação e capricho nas figuras por ele

desenhadas;

Ao Engenheiro Norberto Toríbio e ao Geólogo Gabriel pela cooperação;

A todos do laboratório de Alegria Sul pelo carinho com que me acolheram

durante o período em que redigia este trabalho;

5

ABSTRACT

The steel market fluctuation, the constant search for quality and the concern on

enviromental matters, led to the necessity of major knowledgment of exploited

ores. To achieve this, a mineralogical characterization is essential. This work ,

aims to characterize separetely goethite and limonite present in diferent

samples of iron ore of Alegria Mine, from Samarco Mineração S/A concession

area, and establish a suitable methodology for that characterization. For that,

four samples constituted mainly of goethites and two of a very intemperized

materials, with ochreous or reddish color and commonly named limonite, were

submitted to chemical and granulometric analysis, X ray difratometry, infrared

spectroscopy, optical microcopy, scannig eletronic microscopy and microprobe

analyzer. The minerals occurring in all samples are the Ghoetite (bothrioidal,

massive, pseudomorphous of amphibole and earthy) the hematite (-martite,

lamelar, pseudomorphous of amphibole and bothrioidal) and the quartz. The

limonite, with classic formula FeOOH.nH20 and supposed amorphous, has not

been determined, because as much X-Ray difratometry has not detected

significant presence of amorphous phases, as infrared spectroscopy revealed

hydroxile as the main binder and the water occurring in small amounts

(traces). What in fact we observe is a chemically impure goethite, with

consistency and fineness earthy, and having a higher degree of hydroxilazation.

6

RESUMO

A oscilação do mercado do aço, a constante busca por qualidade e a

preocupação com a questão ambiental, levaram a uma necessidade de maior

conhecimento dos minérios explotados. Para tanto, uma caracterização

mineralógica é indispensável. Este trabalho objetiva caracterizar distintamente a

goethita e a limonita presentes em diferentes amostras de minérios de ferro da

mina de Alegria, da área de concessão da Samarco Mineração S.A., e,

estabelecer uma metodologia adequada para tal caracterização. Para

tanto, quatro amostras compostas principalmente por goethitas e duas por

materiais muito intemperizados, de coloração ocre ou avermelhada e

comumente denominados de limonita, foram submetidas a análises

químicas, análise granulométrica, difratometria de raios-X, espectroscopia

infravermelha, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e

microssonda. Os minerais presentes em todas as amostras são a goethita

(botrioidal, maciça, pseudomorfa de anfibólio e terrosa), a hematita (-martita,

lamelar, pseudomorfa de anfibólio e botrioidal) e o quartzo. A limonita, de

fórmula clássica FeOOH.nH2O e supostamente amorfa, não foi determinada,

uma vez que tanto a difração de raios-X não detectou presença significativa de

fases amorfas como a espectroscopia infravermelha revelou a hidroxila como o

ligante principal e a água como presente em muito pouca quantidade (traços). O

que na realidade se observa é uma goethita quimicamente impura, com

consistência e finura terrosas, e possuindo um grau de hidroxilação mais

elevado.

7

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO................................................................................................30

2. OBJETIVOS E RELEVÂNCIA........................................................................32

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ..........................................................................33

3.1 Os Óxidos, Oxihidróxidos e Hidróxidos de Ferro...................................33

3.1.1 Os principais óxidos e oxihidróxidos de ferro..................................35

3.1.1.1 Hematita.............................................................................39

3.1.1.2 Magnetita...........................................................................41

3.1.1.3 Maghemita.........................................................................42

3.1.1.4 Goethita.............................................................................43

3.1.1.5 Lepidocrocita.....................................................................45

3.1.1.6 Akaganeíta........................................................................47

3.1.1.7 Ferrihidrita..........................................................................47

3.1.1.8 Limonita..............................................................................48

3.2 Óxidos e Oxihidróxidos de Ferro no Meio Ambiente...............................49

3.2.1 Geração...........................................................................................49

3.2.2 Produtos de transformação de óxidos de Fe pré-formados e

texturas..................................................................................................52

3.3 Gênese dos Minérios de Ferro...............................................................61

3.3.1 Conceitos básicos...........................................................................61

3.3.1.1 Cristal.................................................................................61

3.3.1.2 Cristalino............................................................................62

3.3.1.3 Criptocristalino...................................................................62

3.3.1.4 Substância Amorfa.............................................................62

8

3.3.1.5 Mineralóides.......................................................................63

3.3.1.6 Pseudomorfos....................................................................63

3.3.1.5 Mineralóides.......................................................................63

3.3.1.6 Pseudomorfos....................................................................63

3.3.1.7 Formação Ferrífera Bandada (BIF)....................................64

3.3.1.8 Itabirito...............................................................................64

3.3.1.9 Minério de ferro..................................................................65

3.3.1.10 Quadrilátero Ferrífero.......................................................66

3.3.2 Tipos de jazidas em Minas Gerais...................................................67

3.4 Minério de Ferro da Mina de Alegria.......................................................69

3.4.1 Dados gerais....................................................................................69

3.4.2 Implicações da presença de goethita e limonita no processamento

do minério da Samarco.................................................................................71

4. METODOLOGIA..............................................................................................73

4.1 Amostragem e Preparação das Amostras..............................................73

4.2 Análise Granulométrica...........................................................................80

4.3 Análises Químicas..................................................................................81

4.4 Difratometria de Raios-X (Método do Pó)...............................................81

4.5 Espectroscopia Infravermelha................................................................82

4.6 Microscopia Óptica.................................................................................84

4.7 Microscopia Eletrônica e Microssonda EDS...........................................84

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO......................................................................85

5.1 Análise Granulométrica...........................................................................85

5.2 Análises Químicas e Difratometria de Raios-X.......................................94

9

5.3 Espectroscopia Infravermelha..............................................................133

5.4 Microscopia Ótica, MEV e Microssonda EDS.......................................147

5.5 Resultados das Amostras Comparativas..............................................235

6. CONCLUSÕES.............................................................................................241

7. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUTROS.........................................246

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..............................................................247

ANEXOS...........................................................................................................255

10

LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 - Modelos idealizados das estruturas da goethita, lepidocrocita,

akaganeíta, e hematita. .....................................................................................38

Figura 3.2 - Representação simplificada sob a forma de diagrama dos produtos

de oxidação da magnetita. .................................................................................53

Figura 3.3 - Representação diagramática da oxidação da magnetita pela difusão

do oxigênio ao longo dos planos de partição octaédricos. ..............................54

Figura 5.1 - Gráfico de distribuição de tamanho de partículas da amostra

Limonita Mud obtido pela análise feita no sedigraf. ........................................89

Figura 5.2 - Gráfico de distribuição de tamanho de partículas da amostra

Limonita Ocre obtido pela análise feita no sedigraf. ........................................90

Figura 5.3 - Difratograma referente à fração <0,105mm>0,038mm da amostra

PG 562. .............................................................................................................95


PG 562. .............................................................................................................96

11


PG 965. ............................................................................................................101

Figura 5.6 - Difratograma referente à fração <0,038mm da amostra

PG 965. ............................................................................................................102


PG 965. ............................................................................................................103


PG 475. ............................................................................................................107


PG 475. ............................................................................................................108

Figura 5.10 - Difratograma referente à fração <0,300mm>105mm da amostra

PG 454. ............................................................................................................113

Figura 5.11 - Difratograma referente à fração <0,038mm da amostra

PG 454. ............................................................................................................114

12

Figura 5.12 - Difratograma referente à fração <300mm>0,105mm da amostra

Limonita Mud....................................................................................................119


Limonita Mud....................................................................................................120

Figura 5.14 - Difratograma referente à fração <0,008mm da amostra Limonita

Mud. .................................................................................................................121


Limonita Ocre. ..................................................................................................127


Limonita Ocre. ..................................................................................................128

Figura 5.17 - Difratograma referente à fração <0,008mm da amostra Limonita

Ocre. ................................................................................................................128

Figura 5.18 - Espectro infravermelho referente à fração <0,300mm>0,105mm da

amostra PG 562. ..............................................................................................134

13


amostra PG 965. ..............................................................................................136


amostra PG 562. ..............................................................................................136


amostra PG 475. ..............................................................................................138


amostra PG 454. ..............................................................................................139

Figura 5.23 - Espectro infravermelho referente à fração <0,038mm da amostra

PG 454. ...........................................................................................................139

Figura 5.24 - Espectro infravermelho referente à fração >0,60mm da amostra

Limonita Mud. ..................................................................................................142


Limonita Mud. ..................................................................................................142

14


amostra Limonita Ocre. ....................................................................................146


PG 562. ............................................................................................................146

Figura 5.28 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethitas de

diferentes tonalidades de cinza. .......................................................................152

Figura 5.29- Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando hematita

pseudomorfa de anfibólio, goethitas (ripinhas e tons de cinza). ......................152

Figura 5.30 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando hematita

pseudomorfa de anfibólio, hematita-martita, goethita (ripinhas e terrosa). .....154

Figura 5.31 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethitas

(terrosa, botrioidal e G1), hematita-martita e hematita pseudomorfa de anfibólio.

...........................................................................................................................154

15


(pseudomorfa e terrosa), hematita-martita e hematita pseudomorfa de

anfibólio. ..........................................................................................................156

Figura 5.33 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethita terrosa

e hematita-martita. ...........................................................................................156

Figura 5.34 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando hematita-

martita, goethita terrosa e maciça. ..................................................................157

Figura 5.35 - Fotomicrografia com nicóis cruzados tirada na mesma posição da

anterior, que ilustra a textura de treliça das hematitas-martitas. .....................157

Figura 5.36 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando hematitas-

martitas em diferentes estágios de alteração. .................................................159

Figura 5.37 - Fotomicrografia da amostra PG 562 tirada na mesma posição da

anterior com aumento maior.............................................................................159


(ripinhas e tos de cinza), hematita pseudomorfa de anfibólio e hematita-

martita. .............................................................................................................160

16


anterior com aumento maior. ...........................................................................160


Figura 5.38 com aumento maior. .....................................................................162


botrioidais alteradas e hematitas-martitas em diferentes estágios de

alteração...........................................................................................................162

Figura 5.42 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethita

botrioidal bem porosa. As regiões marcadas foram analisadas no MEV-

microssonda. ..................................................................................................167

Figura 5.43 - Fotomicrografia em MEV dando maior aumento na Área A da

figura anterior. ...............................................................................................167


botrioidal e hematita-martita, ambas terrosas. As áreas marcadas foram

analisadas no MEV-microssonda. .................................................................169

17


botrioidal alterada e porosa. As áreas marcadas foram analisadas no MEV-

microssonda...................................................................................................170


martitas anédricas e subédricas, magnetitas e goethita G1...........................173

Figura 5.47 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando magnetitas

euédricas, hematitas-martitas, goethitas (G1 e botrioidal)..............................173

Figura 5.48 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando palhetas de

hematita-martita relicta e esqueletal em meio a goethita botrioidal e/ou maciça,

porosa...............................................................................................................174


martitas relictas em meio a goethita maciça porosa.........................................174

Figura 5.50 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando goethita maciça

porosa, magnetitas euédricas pouco alteradas a hematita e/ou a goethita G1 e

hematitas-martitas anédricas............................................................................176

18

Figura 5.51 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando hematitas

lamelares orientadas, hematitas-martitas esqueletais, goethita maciça e

botrioidal e quarto.............................................................................................176


martitas esqueletais..........................................................................................178

Figura 5.53 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando magnetitas

euédricas praticamente totalmente alteradas a goethita (G1), goethita maciça

porosa e quartzo...............................................................................................178

Figura 5.54 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando duas partículas

de goethita botrioidal porosa.............................................................................180


martitas subédricas a anédricas porosas em meio a goethita terrosa. As áreas

marcadas foram analisadas no MEV-microssonda...........................................180

Figura 5.56 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando uma grande

hematita-martita anédrica apresentando goethita G1. As áreas marcadas foram

analisadas no MEV-microssonda......................................................................183

19


martitas anédricas. A área marcada foi analisada no MEV-microssonda.........183


lamelares secundárias em meio a goethita maciça porosa..............................187


lamelares de diferentes gerações em meio a goethita maciça porosa e

hematitas-martitas contendo goethita G1.........................................................187

Figura 5.60 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando quartzo

secundário associado à goethita.......................................................................188


martitas anédricas a subédricas microporosas, hematita-martita alterada a

goethita G1 e goethita botrioidal porosa...........................................................188

Figura 5.62 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando hematita-martita

relicta em meio a goethita botrioidal porosa, hematita-martita microporosa e

hematitas lamelares secundárias......................................................................190


em meio a hematita e quartzo...........................................................................190

20

Figura 5.64 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando hematita-

martitas, hematitas lamelares secundárias, goethita ( maciça porosa e

terrosa)..............................................................................................................191

Figura 5.65 - Fotomicrografia da amostra PG 475 na qual foi dado um maior

aumento numa região da Figura 5.64...............................................................191

Figura 5.66 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando hematita-martita

subédrica contendo magnetita relicta e goethita G1 em meio a goethita

botrioidal...........................................................................................................193


botrioidal...........................................................................................................194


figura anterior, porém com nicóis cruzados.....................................................194


martitas subédricas a euédricas em diferentes graus de alteração em meio a

goethita botrioidal porosa..................................................................................195


lamelares e goethita..........................................................................................197

21


botrioidal porosa formando a textura do tipo colméia. Também, quartzo........198

Figura 5.72 - Fotomicrografia da amostra PG 475 tirada da mesma região da

Figura 5.63. As áreas marcadas foram analisadas no MEV-microssonda.......200

Figura 5.73 - Fotomicrografia da amostra PG 475 tirada no MEV enfocando uma

região da Figura 5.72........................................................................................200


martitas alteradas a goethita em meio a goethita terrosa. As áreas marcadas

foram analisadas no MEV-microssonda...........................................................202

Figura 5.75 - Fotomicrografia da amostra PG 475 tirada no MEV apresentando

goethita botrioidal e hematitas lamelares. As áreas marcadas foram analisadas

pela microssonda..............................................................................................203


e hematita intergranular. As áreas marcadas foram analisadas no MEV-

microssonda......................................................................................................203


porosa e quartzo secundário.............................................................................206

22

Figura 5.78 - Fotomicrografia (nicóis cruzados) da amostra PG 454

apresentando goethita botrioidal em meio a goethita maciça porosa e

quartzo..............................................................................................................206


botrioidal típica..................................................................................................207


botrioidal e hematita botrioidal..........................................................................207

Figura 5.81 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando hematita

botrioidal, goethita botrioidal e hematita-martita...............................................209


botrioidal porosa................................................................................................209

Figura 5.83 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando quartzo

secundário em meio a goethita botrioidal porosa.............................................211


botrioidal bem alterada......................................................................................212

23


figura anterior, porém com nicóis cruzados......................................................212


botrioidal porosa (diferentes tons de cinza), hematita lamelar e quartzo. As áreas


Figura 5.87 - Fotomicrografia da amostra PG 454 onde enfocando as Áreas de

10 a 14 da Figura 5.86......................................................................................217


botrioidal porosa e hematitas-martitas alteradas a goethita G1. As áreas



porosa, minerais lamelares translúcidos (mica), quartzo secundário e ilmenita.

As áreas marcadas foram analisadas no MEV-microssonda............................218


(diferentes tons de cinza), hematita lamelar e quartzo. As áreas marcadas foram

analisadas no MEV-microssonda......................................................................220

24


goethita botrioidal típica. As áreas marcadas foram analisadas na

microssonda......................................................................................................221


goethita botrioidal e hematita botrioidal. As áreas marcadas foram analisadas na

microssonda......................................................................................................223


goethita maciça e quartzo. As áreas marcadas foram analísadas na

microssonda......................................................................................................224

Figura 5.94 - Fotomicrografia da amostra Limonita Mud apresentando goethita

em diferentes estágios de alteração e hematitas-martitas alteradas................226


terrosa e hematita (-martita, botrioidal)............................................................226


terrosa e hematitas lamelares orientadas.........................................................227

25

Figura 5.97 - Fotomicrografia da amostra Limonita Mud apresentando hematitas

lamelares, hematitas-martitas (porosas, com ou sem magnetita relicta), goethita

terrosa...............................................................................................................227

Figura 5.98 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre apresentando goethita

bem alterada (terrosa) e hematita-martita pouco porosa..................................230

Figura 5.99 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre apresentando uma

partícula que apresenta a textura do tipo colméia............................................231

Figura 5.100 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre tirada na mesma

posição da figura anterior, porém com nicóis cruzados....................................231

Figura 5.101 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre apresentando goethita

terrosa e goethita botrioidal...............................................................................233


posição da figura anterior, porém com nicóis semi-cruzados...........................233

igura 5.103 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre apresentando goethita

terrosa, caulinita e hematitas (-martita e lamelar).............................................234


posição da figura anterior, porém com nicóis cruzados....................................234

26

Figura 5.105 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre apresentando uma

uma bela goethita botrioidal..............................................................................236


posição da figura anterior, porém com nicóis semi-cruzados...........................236

Figura 5.107 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre tirada no MEV

apresentando uma hematita-martita em meio a goethita terrosa. As áreas

marcadas foram analisadas na microssonda....................................................237

27

LISTA DE TABELAS

Tabela III.1 - Os principais óxidos e oxihidróxidos de ferro.................................34

Tabela III.2 - Raio iônico do ferro e de metais substituintes...............................36

Tabela IV.1 - Pontos amostrados, suas respectivas quantidades e principais

constituintes enfocados.....................................................................................75

Tabela IV.2 - Análises químicas e mineralogia das amostras, obtida através da

análise dos difratogramas de raios-X................................................................77

Tabelas V.1 - Resultados das análises granulométricas das amostras de

goethita G1 - (A) PG 562; (B) PG 965..............................................................86


goethita G2 - (A) PG 475; (B) PG 454..............................................................87


material limonítico - (A) Limonita Mud; (B) Limonita Ocre.................................88

Tabela V.4 - Resultados das análises químicas e mineralogia (DRX) das

frações da amostra PG 562..............................................................................99

28


frações da amostra PG 965............................................................................105






frações da amostra Limonita Mud...................................................................124


frações da amostra Limonita Ocre..................................................................131

Tabela V.10 - Análises químicas e mineralogia das amostras paralelas, esta

última obtida através da análise dos difratogramas de raios-X.......................238

29

LISTA DE NOTAÇÕES

Fe - ferro

Al2O3 - alumina

MgO - óxido de magnésio

MnO2 - óxido de manganês

K2O - óxido de potássio

Cl - cloro

SiO2 - sílica

TiO2 - óxido de titânio

P - fósforo

PPC - perda por calcinação

µm - micrometros

mm - milímetros

mg - miligramas

30

1. INTRODUÇÃO

O ferro é um dos elementos mais abundantes da litosfera, onde entra na

proporção de 4.2%. Aproximadamente 300 minerais têm ferro como

componente essencial, mas somente os óxidos apresentam grandes

concentrações. Depois da redução desses óxidos, o ferro é utilizado

principalmente para a confecção do aço, o principal material aplicado na

indústria moderna.

Os minérios de ferro de maior importância são a magnetita (Fe3O4), hematita

(Fe2O3), goethita (FeOOH), siderita (FeCO3), pirita (FeS2) e pirrotita (FeS), e

finalmente, chamoisita (Mg, Fe)3 Fe3

3+ (AlSi3) O10 (OH)8.

As principais minas de ferro do Brasil estão situadas no Quadrilátero Ferrífero,

centro de Minas Gerais. As reservas totais de minério de ferro do Quadrilátero

ascendem a 29 bilhões de toneladas, incluindo reavaliações executadas e

potencial geológico (DNPM, 1984).

Com a oscilação do mercado do aço, a constante busca por qualidade e a

preocupação com a questão ambiental, levaram a uma maior preocupação do

estabelecimento de uma técnica de explotação mineral mais elaborada e

menos predatória. Para tanto, faz-se necessário uma detalhada caracterização

tanto da jazida quanto do minério a ser explotado.

31

Neste trabalho propõe-se caracterizar minérios goethíticos-limoníticos com o

auxílio da microscopia óptica, microscopia eletrônica e microssonda, difração

de raios-X, análises químicas e espectroscopia infravermelha.

No capítulo seguinte, serão apresentados os objetivos e relevâncias para a

execução deste trabalho. A seguir será feita uma revisão bibliográfica, em

seguida será apresentada a metodologia empregada, posteriormente os

resultados e discussão e, finalmente, as conclusões.

32

2. OBJETIVOS E RELEVÂNCIA

Este trabalho tem como objetivos principais: primeiramente, caracterizar

distintamente a goethita e a limonita presentes em diferentes amostras de

minérios de ferro da mina de Alegria, utilizando-se das técnicas disponíveis e

compatíveis. Outro objetivo é estabelecer quais seriam as técnicas mais

adequadas e indicadas para tal caracterização.

A importância reside, principalmente, no fato de ainda serem escassos

trabalhos de caracterização mineral, especialmente de óxidos de ferro

hidratados, e esta ser uma etapa fundamental para a elaboração de um bom

plano de explotação mineral. Aliado a isto, ainda está o fato destes óxidos

influírem no tratamento do minério, quer produzindo lamas, quer aumentando

as impurezas, quer sendo o responsável pela geração de um concentrado mais

pobre em conteúdo metálico.

33

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Neste capítulo é apresentada uma breve descrição dos principais óxidos e

oxihidróxidos de ferro, em seguida aborda-se a presença destes no meio

ambiente, descrevendo-se primeiramente sua geração e, posteriormente, os

produtos de suas transformações. A seguir, apresentam-se modelos de gênese

dos minérios de Fe; posteriormente, enfocam-se os tipos de jazidas de Minas

Gerais e, finalmente, descreve-se o minério da Mina de Alegria e a implicação

da presença de goethita e limonita no processo da Samarco.

3.1 Os Óxidos, Oxihidróxidos e Hidróxidos de Ferro

Existem treze óxidos, oxihidróxidos e hidróxidos de ferro conhecidos até hoje.

Os mais importantes estão listados na Tabela III.1 (1). Adicionalmente a estes,

existem, ainda, Fe(OH)2, FeO (wüstita), um β-Fe2O3, um ε-Fe2O3 e um FeOOH

de alta pressão.

Todos os óxidos e oxihidróxidos consistem de Fe, O e/ou OH. Eles diferem em

composição, na valência do Fe e, acima de tudo, na estrutura cristalina (1).

34

Tabela III.1 - Os principais óxidos e oxihidróxidos de ferro (1).

Oxihidróxidos

Fórmula Mineral

α-FeOOH goethita

β-FeOOH akaganeíta

γ-FeOOH lepidocrocita

δ-FeOOH feroxihita

Fe5HO8.4H2O ferrihidrita

Óxidos

Fórmula Mineral

α-Fe2O3 hematita

γ-Fe2O3 maghemita

Fe3O4 magnetita

35

3.1.1 Os principais óxidos e oxihidróxidos de ferro

A unidade estrutural básica para todos os óxidos e oxihidróxidos de ferro é um

octaedro, no qual cada átomo de Fe está circundado quer por seis O, quer por

ambos O e OH. Os íons O2- e OH- formam camadas que estão, ou

empacotadas aproximadamente hexagonalmente (hcp), como por exemplo na

goethita e hematita, ou aproximadamente cúbicas (ccp), como na lepidocrocita

e maghemita. Em ambas estruturas, existem também interstícios tetraédricos

entre três O ou OH em um plano e o ânion do plano acima. As duas formas

hcp, goethita e hematita, são denominadas fases-α, enquanto as formas ccp,

correspondentes a lepidocrocita e maghemita, são denominadas fases-γ. As

fases-α são mais estáveis que as fases-γ.

O Fe3+ na posição octaédrica pode ser parcialmente substituído por outros

cátions metálicos trivalentes de tamanho similar (Tabela III.2), tais como Al3+,

Mn3+ e Cr3+, sem modificação da estrutura (substituição isomórfica). Desta

forma, soluções sólidas entre extremos puros e membros intermediários mistos

(tais como FeOOH e AlOOH) são formadas. Outros cátions, e.g. Ni, Ti, Co, Cu

e Zn podem também ser incorporados na estrutura do óxido de ferro.

Os variáveis óxidos e oxihidróxidos de Fe diferem principalmente no arranjo

dos octaedros de Fe(O, OH)6. Goethita, lepidocrocita e akaganeíta, i.e. as

36

Tabela III.2 - Raio iônico do ferro e de metais substituintes (1).

Íon Raio iônico a nm

Fe2+ 0.077

Fe3+ 0.064

Al3+ 0.053

Cr3+ 0.061

Cu2+ b 0.073

Mn2+ 0.082

Mn3+ b 0.065

a O raio iônico depende se o íon está no estado de alto ou baixo spin. Na

estrutura do óxido de ferro (e quando existe uma escolha), os íons listados aqui

adotam o estado de alto spin.

b Estes íons mostram o efeito Janh-Teller que leva a uma distorção da esfera

de coordenação do íon.

37

formas FeOOH, todas consistem de bandas duplas de bordas compartilhadas

de octaedros FeO3(OH)3 (Fig. 3.1). Na goethita (α-FeOOH), as bandas duplas

são ligadas por vértices compartilhados de tal forma que formam "túneis"1de

octaedros de arranjo 2 x 1, atravessados por pontes de hidrogênio. Akaganeíta

(β-FeOOH) contém canais limitados por octaedros duplos, resultando em um

arranjo 2 x 2. Estes canais são estabilizados por serem preenchidos com

quantidades variáveis de ânions cloreto e água. Na lepidocrocita, as bandas

duplas dos octaedros compartilham bordas para formarem camadas em zig-

zag, que são ligadas umas às outras por ligações de hidrogênio (OH-O). Em

todas estas estruturas, apenas a metade dos interstícios octaédricos são

preenchidos com Fe3+ (1). Hematita consiste de camadas de octaedros de FeO6,

ligados por bordas e faces compartilhadas e empilhados perpendicularmente à

direção c. Dois terços dos interstícios octaédricos são preenchidos com Fe3+. A

face compartilhada (hachurada na Fig. 3.1) é aperfeiçoada por uma ligeira

distorção do octaedro, que causa um deslocamento regular dos íons de Fe. A

distorção e a ausência de ligações de hidrogênio leva a uma estrutura

compacta que é responsável pela alta densidade de 5,26 g cm-3.

1Enquanto os canais na akaganeíta são verdadeiros túneis moleculares,

grandes o bastante para acomodarem ânions, os "túneis" na goethita são do

tamanho suficiente para a passagem de prótons.

38

Figura 3.1 - Modelos idealizados das estruturas da goethita, lepidocrocita,

akaganeíta e hematita. As linhas duplas nas estruturas da goethita e

lepidocrocita representam ligações de hidrogênio (1).

39

Na estrutura cúbica de ambas, magnetita e maghemita, 1/3 dos interstícios são

coordenados tetraedricamente com oxigênio e 2/3 são coordenados

octraedricamente. Elas possuem uma estrutura de espinélio invertido onde as

posições tetraédricas são completamente ocupadas por Fe3+ e as octaédricas

por quantidades iguais de Fe3+ e Fe2+. As quantidades de posições por unidade

de cela são respectivamente 32 de O e 24 de Fe . Na magnetita, todas estas

posições de Fe são preenchidas, enquanto que na totalmente oxidada

maghemita (γ-Fe2O3), produzida a partir da magnetita, o número de posições

ocupadas pelo Fe é reduzido para 21 1/3, para as mesmas 32 posições de

Oxigênio (1- 2)

.

Apenas uma tentativa de estrutura foi sugerida para a ferrihidrita. O arranjo dos

oxigênios lembra aquele da hematita, entretanto, algum O é substituído por

OH2 e menos Fe ocorre nas posições octaédricas, levando a uma razão O/Fe

maior e à ausência das linhas fortes de difração da hematita (Towe & Bradley,

1967; Chukhrov et al., 1973) (3-4) .

3.1.1.1 Hematita

α-Fe2O3.

Dados Gerais. Frequentemente muito pura. O conteúdo de FeO, sem exceção,

parece ser devido a magnetita misturada. Sistema hexagonal, classe trigonal-

escalonaédrica. Os cristais são de morfologias muito diferentes podendo estar

40

sob a forma de placas delgadas agrupadas em forma de rosetas; mais

raramente podem ser nitidamente romboédricos, usualmente terrosa, também

em configurações botrioidais a reniformes, micácea e laminada, especular.

Dureza = 6, densidade = 4.9-5.3 e, em cristais puros, 5.2. Brilho metálico azul

do aço, comumente variadamente embaçado, nos cristais, e opaco nas

variedades terrosas (5-6).

Comportamento na microscopia de luz refletida. Muito brilhante e branca, pura

quando não comparada a outros minerais. Em comparação com sulfetos

amarelos, e especialmente com o ouro, a hematita aparece embaçada e muito

mais azul-acinzentada do que dá a impressão, quando em contrastes normais.

Reflexões internas: vermelho intenso; no ar são visíveis, ocasionalmente; no

óleo e/ou com nicóis cruzados, são abundantes (5).

Trama. Exsolução. Há uma sequência de solução sólida entre FeTiO3 e Fe2O3.

Até aproximadamente 10% de FeTiO3, a solução sólida é estável e forma a tão

chamada “ilmenita” branca, que é semelhante à hematita, tendo apenas uma

coloração algo mais amarronzada quando em pó, reflectividade e dureza mais

baixas e mostrando reflexões internas, mais raramente (5).

Estruturas e texturas. Todas as propriedades estruturais são fortemente

dependentes das condições de formação e, desta forma, completamente

variáveis. Geralmente, existe uma forte tendência ao idiomorfismo. A hematita

formada a altas temperaturas é, via de regra, desenvolvida sob a forma de

41

cristais robustos. As que ocorrem em locais de contato metassomático são,

com freqüência, aproximadamente isométricas, por causa do desenvolvimento

preferencial de (1011) e (2243). Ela é frequentemente tabular e muitas vezes

desenvolve-se sob a forma de lâminas delgadas, que são facilmente onduladas

durante o processo tectônico.

3.1.1.2 Magnetita

FeIIFe2IIIO4 ou Fe3O4

(5).

Dados Gerais. Sistema isométrico, classe hexaoctaédrica. Frequentemente

ocorre em cristais de hábito octaédrico, geminados ocasionalmente. Os

dodecaedros são mais raros. Outras formas são raras. Usualmente maciça

granular, com granulação grossa ou fina. Apresenta dureza = 5 ½ e densidade

= 5,2 (variável). É fortemente magnética, opaca, brilho preto, submetálico, com

perceptíveis tons variados de marrom ou cinza, azul do aço em partes

intemperizadas. No que concerne à estrutura, parece que a fórmula da

magnetita deva ser mais apropriadamente escrita como FeIII(FeIIFeIII)O4, uma

vez que o maior FeII está, espantosamente, situado nos pequenos espaços

tetraédricos dos oxigênios densamente empacotados (“estrutura de espinélio

invertida”). Nas formas de alta temperatura, FeII pode ser substituído por Mg,

Mn, Zn, Ni, Ti; e FeIII por Al, Ti, V, Cr (5-6).

Comportamento na microscopia de luz refletida. A reflectividade é moderada; a

primeira impressão de cor é um cinza, com tonalidades variáveis de marrom

claro.

42

Físico-química. Magnetita é o óxido de ferro que, comparado com a hematita,

vem a ser o mais estável a alta temperatura e baixa pressão de oxigênio, (o

óxido de menor conteúdo em oxigênio, FeO (wüstita) é formado muito

raramente em condições excepcionalmente redutoras e preservado somente

por resfriamento extremamente rápido). Para geotermobarometria, magnetita

pode somente ser utilizada raramente, e.g. se a pressão de oxigênio é

conhecida, naquele caso em particular.

A deformação é muito comum. A magnetita frequentemente forma-se muito

cedo e, por esta razão, tem muita oportunidade de sofrer deformação.

3.1.1.3 Maghemita

γ-Fe2O3.

Dados gerais. Ferróxido magnético, que é formado sob certas condições de

oxidação da magnetita, e que é facilmente sintetizada abaixo de 570°, através

de desidratação da lepidocrocita. Sistema cristalográfico cúbico, dureza = 5 e

densidade = 4,4. Ela ocorre em massas amarronzadas, com tonalidades

mutantes e pode também ser preta-azulada (5).

Comportamento na microscopia de luz refletida. Branca a azul-acinzentado,

com reflectividade moderada. No óleo, a cor é decididamente mais para um

cinza-azulado, que é mais escuro do que aquele da hematita e mais claro do

43

que o da goethita e da lepidocrocita. Reflexões internas são raras; quando

presentes, elas têm a cor de um traço marrom forte (5).

Físico-química. Maghemita é uma forma metaestável de Fe2O3, com a estrutura

de magnetita. Impurezas (V, Ti) parecem favorecer a formação da maghemita,

a partir da magnetita, e parecem deixar a maghemita mais estável. Do ponto de

vista estrutural, seria bem mais apropriado denominá-la como uma magnetita

deficiente em ferro.

3.1.1.4 Goethita

α-FeOOH. Recebeu este nome em homenagem ao poeta alemão Goethe (6).

Dados Gerais. A goethita é um mineral do sistema ortorrômbico, classe

bipiramidal, com seus cristais de forma acicular, maciça, reniforme,

estalactítica, em agregados fibrosos radiais. Apresenta clivagem {010} perfeita,

dureza 5-5 12

, densidade 4,3, brilho adamantino a opaco, podendo ser sedoso

em algumas variedades finamente escamosas ou fibrosas. Sua cor varia de

castanho-amarelada a castanho-escuro; amarela a vermelho-alaranjada em

seções delgadas e, em luz refletida, apresenta-se cinza com anisotropismo

moderado. Além da fórmila básica FeOOH, pode conter quantidades variáveis

de água adsorvida, bem como Al2O3, CaO, BaO, SiO2 (5-7).

44

Ela é uniaxial negativa, a temperaturas normais, para comprimentos de onda

entre 610 e 620 µm e, frequentemente, ocorre em variedades fibrosas que

podem mostrar efeitos ópticos anômalos. Difere da hematita por seu traço

amarelo; em geral, ela tem cor mais próxima de amarelada do que a

lepidocrocita, que é amarronzada. Na desidratação, ela resulta em hematita

(α-Fe2O3), que é paramagnética, enquanto a lepidocrocita resulta em

maghemita (γ-Fe2O3), que é ferromagnética.

Este mineral comumente ocorre como um produto de intemperismo de minerais

de ferro, tais como a siderita, magnetita, pirita e outros. É normalmente

formada sob condições oxidantes e engloba muito material classificado, até o

momento, como limonita. Ela acumula-se como um precipitado direto, tanto de

águas meteóricas, como marinhas (7).

Comportamento na microscopia de lua refletida. A cor e os valores da

reflectividade variam bastante, dependendo do polimento, porosidade, tamanho

de grão, etc. Massas finamente granuladas têm, pela frequência de reflexões

internas translúcidas, refletividade baixa. A birreflectância é pequena, mas

sempre visível em grãos grossos. Esta modifica-se um pouco com a

quantidade de água adsorvida. No ar, // a elongação, é cinza mais claro e cinza

amarronzado; ⊥, é parcialmente cinza claro, parcialmente mais escuro, a cor

sendo mais amarronzada em ambas as direções (5).

45

Trama. Propriedades internas dos grãos. Frequentemente, texturas

características de gel cristalizado podem ser reconhecidas. As fibras cristalinas

são sempre arranjadas perpendicularmente às superfícies das massas

botrioidais ou do tipo crosta. Frequentemente, belas e ritmicamente alternadas

conchas concêntricas, que estão conformantes com a superfície dos

agregados, tornam-se visíveis, devido a pequenas variações no tamanho de

grão, propriedades de polimento ou sensibilidade ao ataque de ácidos. Muito

comumente, as fibras ocorrem em um arranjo radial. Localmente, a forma de

outros minerais é exatamente retida por pseudomorfismo de óxidos hidratados

de ferro. Entretanto, intercrescimentos cristalograficamente orientados com os

minerais originais, só são raramente observados. Grandes cristais

independentes são raros (5).

Substituições de quase todos os minerais portadores de ferro por goethita

(limonita) são comuns, geralmente como resultado de intemperismo (5).

3.1.1.5 Lepidocrocita

γ -FeOOH, de acordo com Böhm (1928) (8).

Dados Gerais. Comumente muito contaminada e, ocasionalmente, MnIII ou CoIII

substituem o Fe. Sistema cristalográfico ortorrômbico. Clivagem (010) perfeita,

e (100) e (001) distintas. Quebradiça. Dureza = 5 e densidade = 4,09. Em

fragmentos delgados, brilho submetálico translúcido vermelho-rubi (5).

46

Comportamento na microscopia de luz refletida. As propriedades ópticas

variam consideravelmente na lepidocrocita, mas a reflectividade e cor são mais

parecidas com as da hematita, i.e., o brilho é mais intenso e a cor mais

esbranquiçada. A birreflectância no ar é bem mais distinta do que a da goethita

e torna-se muito alta no óleo: a = branco azulado, muito brilhante, quase como

aquele da hematita especular, b = cinza escuro, quase negro (o cinza mais

escuro), c = cinza moderado, de tom esverdeado; aqui o brilho é

aproximadamente o mesmo da goethita. As reflexões Internas são, não

obstante, realmente numerosas em muitos casos, mas às vezes observadas

apenas no óleo ou com nicóis cruzados. A cor é vermelho-amarronzado,

raramente amarelo-avermelhado ou marrom-avermelhado, em qualquer dos

casos, sem o vermelho brilhante da hematita. Quando sob a forma de massas

finamente granuladas ou porosas, apresentam cor, em alguns casos, indistinta

daquela da goethita ou da maghemita.

Trama. Geminação e zoneamento ainda não foram observados, mas

aparentemente nenhum estudo sistemático foi feito. O tamanho de grão e sua

forma são extremamente variáveis; antigas estruturas de gel rítmicas não são

raras, mas menos frequentes do que na goethita. Em muitos casos, finas

nervuras de lepidocrocita são encontradas em massas reniformes de minério

marrom, onde aparentemente preenchem gretas de contração. Em alguns

depósitos, elas ocorrem preferivelmente sob a forma de grandes e bem

desenvolvidos cristais tabulares (5).

47

3.1.1.6 Akaganeíta

β-FeOOH.

Sistema cristalográfico tretragonal, apresentando, frequentemente geminação

pseudohexagonal // a (332). A granulação é extremamente fina. Densidade

= 3,6 (5).

De acordo com Keller, a akaganeíta não é FeOOH, mas Fe8(O, OH)16(Cl, F,

OH)22.

Ela forma-se na hidrólise de FeCl3. Aquecendo-se a akaganeíta até 220° C ela

gera hematita (5).

3.1.1.7 Ferrihidrita

Fe5HO8.4H2O (1)

.

Um adicional hidróxido de ferro, a ferrihidrita, Fe5(O4H3)3, foi descrita por

Chuchrov (1974) (9). Originalmente coloidal, ela torna-se terrosa durante o

ressecamento e é somente parcialmente cristalina. É naturalmente formada por

bactérias ferruginosas como a Galionela entre 4 -27° C, é muito instável.

48

3.1.1.8 Limonita

FeOOH.nH2O (6). Este nome deriva da palavra grega significando prado, em

alusão à sua ocorrência nos pântanos ou brejos (6).

A limonita é amorfa ou criptocristalina, apresentando-se sob a forma de

massas mamilares a estalactíticas, concreções, nodular, terrosa e

ocasionalmente vítrea(4-5)

. Apresenta dureza 4-5 12

, densidade 2,7-4,3 e cor

variando de amarelada, amarronzada, marrom alaranjada, etc. Seu traço varia

de amarelo a marrom avermelhado. Ela é normalmente isotrópica, mas pode

mostrar também birrefringência anômala. Em luz transmitida, é amarela, com

tonalidades de marrom a vermelha, sendo vermelha amarronzada em luz

refletida.

Embora considerada originalmente como tendo uma fórmula definida

(2Fe2O3.3H2O), tem sido mostrado que ela constitui-se principalmente de

goethita criptocristalina ou lepidocrocita, contendo água adsorvida: alguma

hematita deve também estar presente. O nome limonita não é mais aceito

como um nome de mineral, mas foi previamente usado na literatura de solos

para descrever-se acumulações de óxidos de ferro marrons, da cor da

ferrugem. Este nome é reservado como um termo de campo ou para descrever

óxidos hidratados de ferro pobremente cristalinos e de identidade

desconhecida (2-6)

.

49

Análises de limonitas, além de mostrarem um conteúdo variável em água,

frequentemente apresentam outros elementos, devido à íntima mistura de

óxidos hidratados de ferro com sílica coloidal, fosfatos, argilo-minerais,

produtos de decomposição orgânica e óxidos hidratados de alumínio (6)

.

A limonita é comum como um produto de alteração de minerais de ferro, mas é

encontrada em todos os tipos de rochas. Ela ocorre comumente como um

precipitado biogênico em pântanos, mas também é tipicamente encontrada no

gossan ("chap

éu de ferro") ou no manto de intemperismo de vários veios metalíferos,

ocorrendo como partículas microscópicas pigmentando outros minerais. Está

frequentemente associada com hematita e com minérios de manganês (6)

.

3.2 Óxidos e Oxihidróxidos de Ferro no Meio Ambiente

3.2.1 Geração

Óxidos e oxihidróxidos de ferro estão muito difundidos na natureza. Eles são

encontrados em solos e rochas, lagos e rios, no assoalho marinho, no ar e em

organismos (1).

Eles são normalmente introduzidos no ambiente durante o intemperismo das

rochas. De forma bem genérica, durante este processo de intemperismo,

50

diversos elementos são remobilizados mediante reações de hidrólise e

oxidação. Aqueles elementos imóveis ou pouco móveis nestas condições,

tendem a se concentrar no perfil oxidado (formando um enriquecimento

supergênico), já aqueles altamente móveis tendem facilmente a ser

transportados para fora do sistema (1-10).

Nas rochas primárias (magmáticas), a maioria do ferro está localizada nos

silicatos de Fe(II) tais como os piroxênios, anfibólios, biotitas e olivinas; o ferro

pode também ser encontrado em sulfetos como a pirita, FeS2. Durante o

intemperismo, os silicatos são decompostos por oxidação e hidrólise: (1)

-Fe(II) - O - SiO3 + + →O H O2 2, -Fe(III) - OH + H4SiO4 (1)

Por exemplo, a formação da goethita (α-FeOOH) a partir de uma olivina

(faialita) (eq. 2) ou a partir de pirita (eq. 3) ou a partir de magnetita (eq. 4 e 5)

pode ser escrita como: (1-10)

Fe2SiO4 +1/2 O2 +3 H2O → 2 α-FeOOH + H4SiO4 (2)

4 FeS2 + 15 O2 + 10 H2O → 4 α- FeOOH + 8 H2SO4 (3)

51

Fe3O4 + 5 H2O → 3 Fe (OH)3 + H+ + e- (4)

↓

4 Fe (OH)3 → 4 FeOOH +4 H2O (5)

(Goethita)

Nestas reações, o oxigênio serve como um receptor de elétrons.

Os óxidos de Fe(III) resultantes possuem baixa solubilidade, daí quantidades

mensuráveis de íons Fe3+ em solução estarem presentes sob condições

ácidas, e.g. aquelas resultantes de oxidação de pirita (eq. 3). Uma vez na zona

de intemperismo, óxidos de Fe(III) podem, entretanto, ser remobilizados sob

condições anaeróbicas por redução microbiana: (1)

4 FeOOH + CH2O + 8 H+ → 4 Fe2+ + CO2 + 7 H2O (6)

Este processo envolve transferência enzimática de elétrons pelos

microrganismos da biomassa orgânica (escrita como CH2O) para Fe(III). A

concentração resultante de Fe2+ na solução aumenta com o decréscimo do

potencial redox (aumentando a "concentração de elétrons") e com o

decrescimento do pH (eq. 4). Uma vez mobilizado pela redução microbiana, o

Fe2+ pode ser redistribuído no meio-ambiente. Óxidos de ferro formados pelo

intemperismo da superfície exibem três características principais. Eles colorem

o material no qual estão misturados, onde estão presentes apenas como

cristais muito pequenos (5 - 100 nm de tamanho) e eles mostram uma grande

52

e reativa área superficial. Adicionalmente, existe frequentemente uma

substancial substituição de Fe por Al na estrutura do óxido (1)

.

Precipitação, dissolução e reprecipitação de óxidos de Fe no ambiente

dependem muito de fatores, tais como pH, Eh, temperatura e atividade da

água. Goethita e hematita são os óxidos de Fe termodinamicamente mais

estáveis sob condições aeróbicas de superfície sendo, desta forma, os óxidos

de Fe mais difundidos em solos e sedimentos. Outros óxidos de Fe, entretanto,

são também encontrados na natureza, pois embora termodinamicamente

menos estáveis, sua formação é cineticamente favorecida (1).

3.2.2 Produtos de transformação de óxidos de Fe pré-formados e texturas

Magnetita. Ela altera-se de maneira complexa tanto para hematita, pela adição

de oxigênio, quanto para uma fase deficiente em metal, fase lacunar que

essencialmente retém a estrutura de espinélio da magnetita original. O modelo

de formação da martita sugerido é amplamente baseado naquele de Davis et

al. (1968) (11) e mostrado diagramaticamente nas Figs. 3.2 e 3.3. Nele é

sugerido que o íon ferroso difunde-se através da estrutura para superfícies

53

Fig. 3.2. Representação simplificada sob a forma de diagrama dos produtos de

oxidação da magnetita. Os dois processos básicos envolvem oxidação pela

adição de oxigênio (ver Fig. 3.3) e a migração do Fe2+ para fora da estrutura.

Kenomagnetita é usada para descrever fases de espinélio deficientes em

metal, tendo composição entre magnetita e maghemita (12).

54

Fig. 3.3. Representação diagramática da oxidação da magnetita pela difusão

do oxigênio ao longo dos planos de partição octaédricos, onde este reage com

o Fe2+, migrando da magnetita para formar lamelas de hematita. Subsequente

inversão a hematita, a partir da fase residual de espinélio deficiente em metal,

completa o processo de martitização. Baseado no modelo de Davis et al.

(1968) (11).

55

internas onde, através da reação com o oxigênio, ele forma a hematita no plano

ou entre os planos de partição octaédricos da magnetita, e desta forma,

produzindo a textura de treliça. A fase de espinélio deficiente em metal

restante (γ-Fe2O3), deve então inverter-se à fase romboédrica α-Fe2O3,

hematita, convertendo todo o grão a martita. Esta "oxidação aérea"

teoricamente produz um aumento de 2% no volume e pode ser mostrada

simplesmente como:

2 Fe3O4 + 1/2 O2 → 3 α-Fe2O3 ou pela reação com água freática, como:

2 Fe3O4 + H2O → 3 α-Fe2O3 + 2 H+ 2 e -

O segundo processo mostrado na Fig. 3.3, pode prosseguir apenas sob

condições anóxicas, pela perda de Fe2+ da estrutura do cristal para a água,

para gerarem-se espinélios com deficiência em metal. Nesta sequência de

oxidação, o produto final é γ-Fe2O3 (maghemita), a qual é melhor expressa

como Fe8/3�1/3O4, onde o quadrado representa as vacâncias deixadas pelos

cátions.

Kenomagnetita [Keno = vazio (do Grego)] (8) é um termo conveniente para

diferentes fases intermediárias [Fe3-x�xO4] entre magnetita e maghemita.

56

Apesar de não ser possível atualmente determinar-se o estado de oxidação

destas diferentes fases de kenomagnetita, uma tentativa de se estabelecer

uma sequência de oxidação baseada na cor tem sido determinada

empiricamente das relações mineralógicas. Tipicamente, a magnetita fresca é

de cor cinza a castanho claro. Na medida em que a oxidação prossegue, o

castanho torna-se mais escuro com o desenvolvimento de uma distinta

tonalidade rosa-amarronzada. Assim que a fase final é aproximada, a cor

escurece a uma tonalidade de terra “arroxeada”; a seguir, torna-se

distintamente azulada, gradualmente tornando-se mais clara e com maior

reflectividade até que todo o grão seja uma maghemita azul clara (12).

Foi observado por Morris (12) na província de Hamersley (Austrália) que a

maghemita azulada, presumidamente membro final da sequência, é rara,

comparada às kenomagnetitas muito comuns, de cor rosada e amarronzada.

Foi também observado por ele que, nas rochas desta província, não é sempre

que a kenomagnetita forma-se sem que pelo menos alguma martita-hematita

forme-se também, quer seja como lamelas entrelaçadas quer seja seguindo os

padrões de crescimento. Muito frequentemente, a kenomagnetita é

subsequentemente substituída por goethita. Ramdohr (1969) (13) sugeriu a

conversão direta de magnetita não oxidada a goethita, mas isto é improvável,

uma vez que a oxidação desta a hematita é energeticamente mais favorável

que a hidratação desta a goethita (12-14). Em termos empíricos, a presença de

goethita pseudomorfa de magnetita, ou a observação de significante

porosidade na martita, pode normalmente ser tomada como uma indicação da

57

prévia existência de uma fase de kenomagnetita -- a porosidade sendo

resultante da lixiviação da goethita derivada da kenomagnetita (Morris, 1980)

(12-15).

No seu modo mais simples, a “magnetita” ocorre em rochas oxidadas e

minérios como grãos euédricos de martita, mais facilmente reconhecida onde a

oxidação resultou em uma característica textura de treliça (rede angular de

lamelas de hematita entrelaçadas). Com recristalização posterior, esta textura

pode reorientar-se e gerar áreas que se extinguem uniformemente, um fino

agregado de domínios variadamente orientados, ou mesmo um único cristal

de hematita (12-15).

Se durante o processo de oxidação, a hematita substitui apenas parte do grão

deixando ilhas de magnetita não substituída (kenomagnetita), esta última pode

ser hidratada a goethita, em parte ou totalmente. Lixiviação subsequente desta

goethita, preferencialmente à hematita, dá origem a umas das feições texturais

mais comuns em minérios de ferro -- a textura esqueletal (15).

Hematita. A hematita é preferivelmente estável sob a maioria das condições de

alteração supergênica. Sabe-se de apenas um processo de sua transformação

supergênica - substituição por goethita. Schwertmann (1971) (16) foi o primeiro a

mostrar que hematita é goethitizada na natureza em uma ampla escala.

Embora a hidratação direta da hematita para formar goethita, sob condições

supergênicas, seja teoricamente possível, Langmuir (1971) (17) considerou esta

58

conversão cineticamente impraticável. Sendo assim, a tão notificada

"hidratação" da hematita para formar goethita, necessita de esclarecimento (1-

12). Sabe-se que existem depósitos ricos em goethita que apresentam

evidências de terem sido originalmente ricos em hematita. Mas as goethitas

destes depósitos ocorrem como massas ocres, botrioidais ou coliformes, não

como um estado sólido ou como substituição metassomática de cristais

individuais de hematita. Muito provavelmente, a hematita original foi

solubilizada, com o auxílio de matéria orgânica e o ferro posteriormente

reprecipitado como goethita ou como hematita coliforme, levando à destruição

da textura original -- um processo comum durante a laterização (12-14).

A hematita em formações ferríferas bandadas não pode ser dita como

possuindo uma morfologia e textura típicas, uma vez que estas variam

enormemente em forma, desde diminutas placas ou lamelas inclusas, até

agregados anédricos compactos (15).

A hematita pode forma-se como microcristais disseminados substituindo

goethita, comumente preservando a textura da goethita pseudomorfisada,

podendo até localmente acentuar esta textura. A hematita de substituição

normalmente, é facilmente distinguida ao microscópio da hematita primária e

da martita, por sua reflectividade menor e aparência mais manchada (15).

Goethita. Nenhuma transformação direta de goethita para hematita por

simples desidratação, estando ambas no estado sólido, tem até aqui sido

59

observada sob condições de superfície (esta pode, entretanto, ocorrer após

soterramento) (1). A visão errônea de que hematita proveniente de

intemperismo da crosta e solos origina-se da desidratação da goethita ainda

ocorre na literatura (cf. Gallaher et al., 1972) (18). A descoberta da ferrihidrita

como a proto-substância da hematita supergênica ajuda a trazer uma luz para

esta questão. Em um estágio inicial da formação da crosta, silicato de ferro

separa-se como goethita. Ferrihidrita não é formada a partir de silicatos

ferríferos, desde que a oxidação do ferro ocorre já dentro das estruturas dos

minerais primários, isto sendo de fato uma das causas de seu decaimento;

normalmente, goethitas pseudomórficas desenvolvem-se em variados silicatos

ferríferos, em tais condições (19).

Em períodos quando a crosta tropical de intemperismo torna-se saturada em

umidade, contendo substâncias orgânicas extraídas do solo, o ferro da goethita

é reduzido e passa para solução na forma de bicarbonato. Nos períodos de

dessecação ela (crosta) torna-se intensamente oxidada com a participação de

bactérias de ferro, levando à formação de ferrihidrita, que posteriormente

transforma-se em hematita (19).

A goethita resultante da alteração da hematita pode ter duas formas diferentes.

A primeira, como partículas alongadas formando, desordenadamente,

agregados aproximadamente arredondados, compostos por microcristais. Este

é o resultado de uma reorganização in situ da hematita para goethita. A outra

forma da goethita é acicular e desenvolve-se perpendicularmente aos cristais

60

primários, envolvendo-os. Os cristais primários podem ser hematita ou quartzo

e a goethita é formada por redistribuição do ferro que é carregado adiante, o

qual promove a cimentação das partículas (20).

Ferrihidrita. Este mineral é instável e com o decorrer do tempo transforma-se

espontaneamente na estável hematita; esta transformação é facilitada pela

similaridade estrutural dos dois minerais. Hematita formada a partir da

ferrihidrita é amplamente espalhada em produtos de intemperismo antigo (19).

A ferrihidrita é transformada em goethita sob a ação de : (a) soluções altamente

ácidas, (b) soluções altamente alcalinas, e (c) soluções de sais de Fe2+ .

Ferrihidrita recentemente precipitada é especialmente susceptível à

goethitização. O aquecimento acelera as reações de transformação. Quando

ferrihidrita precipita-se em uma solução altamente alcalina, com pH acima de

11 ou 12, ela transforma-se em goethita. A transição de ferrihidrita a goethita

em soluções contendo íons Fe2+ é facilmente estabelecida em experimentos;

não existem dúvidas de que este processo ocorra na natureza. A

transformação espontânea da ferrihidrita em hematita e sua transição em

goethita são retardadas, se a ferrihidrita contém uma sílica fina misturada (19).

A presença de íons externos frequentemente modifica a cinética dos processos

concorrentes envolvidos na transformação da ferrihidrita e, assim, altera a

proporção de goethita e hematita no produto. Íons bivalentes metálicos podem

também causar a transformação de ferrihidrita em uma fase de espinela (19).

61

Reportou-se a transformação da ferrihidrita para ainda uma outra fase --

lepidocrocita (γ-FeOOH). Esta interconversão foi atingida num ambiente

levemente ácido, sob a influência de um ligante redutor orgânico (21).

Lepidocrocita. Apesar de sua baixa estabilidade termodinâmica, comparada

com a goethita, a lepidocrocita ocorre em produtos de intemperismo

preferivelmente antigo, i.e. ela pode existir por um longo tempo. Uma “forçada”

transformação da lepidocrocita em goethita é realizada sob a ação de soluções

alcalinas ou de sais de ferro bivalente aquecidas a 70° C -- num ambiente

totalmente diferente de qualquer zona natural. Lepidocrocita, bem como a

goethita, pode ser transformada em hematita através de uma alternação de

ambientes redutores e oxidantes (19).

3.3 Gênese dos Minérios de Ferro

3.3.1 Conceitos básicos

3.3.1.1 Cristal

Define-se cristal (6) como um sólido homogêneo possuindo ordem interna

tridimensional que, sob condições favoráveis, pode manifestar-se externamente

por superfícies limitantes, planas, lisas. Este termo pode ser usado em seu

sentido mais amplo com modificadores indicando perfeição de

62

desenvolvimento. Assim, um sólido cristalino com faces bem formadas diz-se

que é idiomórfico (euédrico); se possui faces imperfeitamente desenvolvidas,

subidiomórfico (subédrico) e, sem faces, informe (anédrico).

3.3.1.2 Cristalino

É um termo usado para indicar a posse de um arranjo ordenado de átomos na

estrutura de uma substância (6).

3.3.1.3 Criptocristalino

Certas substâncias cristalinas existem com granulações tão finas que a

natureza cristalina somente pode ser determinada com a ajuda do microscópio.

Tais substâncias são designadas como microcristalinas. Usa-se o termo

criptocristalino para designar agregados que estão divididos tão finamente que

os indivíduos não podem mais ser identificados com o microscópio, dando no

entanto um padrão de difração com os raios-X (6).

3.3.1.4 Substância Amorfa

Embora a maioria das substâncias, assim naturais como sintéticas sejam

cristalinas, a algumas delas falta qualquer estrutura interna ordenada. Diz-se

que tais substâncias são amorfas (6).

63

3.3.1.5 Mineralóides

Existe um certo número de substâncias minerais, cujas análises não dão

fórmulas químicas definidas que, ademais, não mostram sinais de que sejam

de natureza cristalina. Foram chamadas minerais coloidais ou mineralóides. Os

mineralóides formam-se sob condições de pressão e temperatura baixas e,

comumente, são substâncias que se originam durante processos de alteração

dos materiais da crosta da Terra. Ocorrem, caracteristicamente, sob a forma de

massas mamilares, botrioidais, estalactíticas e configuradas semelhantemente.

A capacidade que têm estes minerais de absorver outras substâncias em

escala considerável explica suas variações de composição química, muitas

vezes amplas. A limonita e a opala são exemplos comuns de minerais

coloidais (6).

3.3.1.6 Pseudomorfos

Se um cristal de um mineral está alterado de modo que se mudou a estrutura

interna, ficando preservada no entanto a forma externa, chamam-no um

pseudomorfo, ou forma falsa. A composição química e a estrutura de um

pseudomorfo pertencem a uma espécie mineral, ao passo que o contorno do

cristal corresponde a outra (6).

64

3.3.1.7 Formação Ferrífera Bandada (BIF)

Atualmente, é geralmente aceito que este termo refere-se a “rochas finamente

acamadadas ou laminadas, nas quais camadas de chert (ou seu equivalente

metamórfico) alternam-se com camadas que são compostas principalmente de

minerais de Fe” (James, 1983) (22). Os minerais de Fe incluem hematita,

magnetita e silicatos ou carbonatos, usualmente intercrescidos, até certo grau,

com chert. Goethita é encontrada apenas em rochas intemperizadas.

Neste trabalho, o termo “BIF” geralmente refere-se às rochas ricas em óxidos,

a partir das quais o volume principal dos minérios de Fe enriquecidos foi

formado. Estas BIFs são algumas vezes descritas como consistindo

inteiramente de quartzo e óxidos, possivelmente porque nenhuma amostra

fresca estava disponível para um exame petrográfico. Um estudo mais

detalhado, particularmente em amostras não intemperizadas, geralmente

mostra evidências de ambos carbonatos e silicatos, mesmo que em menor

proporção (12).

3.3.1.8 Itabirito

Este deve ser definido como uma “formação ferrífera bandada da facies óxido,

laminada e metamorfisada, na qual as bandas de chert ou jaspe originais foram

recristalizadas em quartzo granular megascopicamente distinguível e na qual o

ferro está presente como hematita, magnetita ou martita”. Dolomita ou

65

anfibólios, estes últimos comumente cummingtonita e tremolita, localmente

substituem, em maior ou menor grau, o quartzo no itabirito. Onde a dolomita ou

anfibólio são abundantes, a magnetita e seus produtos de oxidação também o

são (23).

Itabirito fresco é duro, denso, quebradiço e resistente à erosão mecânica, mas

não ao intemperismo químico (23).

3.3.1.9 Minério de ferro

Este termo é usado para tamanha variedade de materiais, que normalmente é

difícil compreender-se o que é precisamente pretendido pelo mesmo. O uso

petrográfico mais antigo para este termo, como o de um sinônimo de minerais

acessórios opacos, está felizmente desaparecendo. Ele ainda persiste,

particularmente em traduções em inglês, como uma alternativa para minerais

tais como hematita, magnetita e siderita. Minério de Fe é também utilizado

como um sinônimo para formações ferríferas em geral (12).

Como um termo econômico, minério de ferro poderia ser razoavelmente

restrito às rochas que foram, estão sendo ou poderão vir a ser explotadas

comercialmente, por causa de seu conteúdo em Fe (12).

66

No presente trabalho, minério de ferro ou minério, quando usado sozinho irá

indicar material derivado de BIF e de importância econômica, no qual o

conteúdo em Fe é geralmente maior que 55%, como um resultado de

enriquecimento natural (12).

3.3.1.10 Quadrilátero Ferrífero

O termo Quadrilátero Ferrífero é usado para definir a região a sul/sudeste de

Belo Horizonte onde afloram terrenos granito-gnáissicos arqueanos e

transamazônicos, cinturões de rochas verdes de idade arqueana e sequências

supracrustais do Proterozóico Inferior e Médio. Os terrenos granito-gnáissicos

arqueanos e transamazônicos (Cordani et al., 1980, e 1989; Teixeira, 1985;

Machado et al., 1989; Romano, 1990; Machado & Carneiro, no prelo) (24-28)

localizam-se em seu núcleo (Complexo do Bação) e nas imediações

(Complexos de Caeté, Belo Horizonte, Bonfim e terrenos a Leste do Q.F.),

frequentemente como estruturas dômicas envolvidas por sequências

supracrustais. As formações do cinturão de rochas verdes arqueano

(Schorscher et al., 1982) (29) acham-se no Supergrupo Rio das Velhas como

uma sequência vulcano-sedimentar. As rochas supracrustais proterozóicas do

Supergrupo Minas ocorrem sobre as unidades do Supergrupo Rio das Velhas e

dos terrenos granito-gnáissicos em nítida discordância (Dorr, 1969; Cordani et

al., 1980 e 1989; Ladeira & Viveiros, 1984) (24-32) e são definidas por uma

unidade clástica inferior, uma unidade química (com alguma contribuição

67

clástica) intermediária e ainda uma clástica superior (com alguma contribuição

química). A unidade intermediária, Grupo Itabira contém extensas e espessas

formações ferríferas bandadas correlacionáveis àquelas das bacias de

Transvaal (África do Sul) e Hamersley (Austrália) (Babinski et al. em prep.).

Quartzitos, metaconglomerados e rochas metabásicas correlacionáveis ao

Supergrupo Espinhaço ocorrem na Serra das Cambotas, porção norte do

Q. F (33).

3.3.2 Tipos de jazidas em Minas Gerais

Existem 5 tipos gerais de jazidas de importância comercial em Minas Gerais.

Cada tipo produz minério de uma natureza diferente e cada qual ocorre em

corpos de formas diferentes.

1) Depósito hipogênico de substituição - este tipo de depósito, formado pela

substituição do quartzo dos itabiritos por óxidos de ferro, carreados para o local

da formação do minério por fluidos quentes originados em profundidade,

produzem os famosos depósitos de hematita de alto teor do Brasil. O minério

formado desta maneira comumente contém mais de 66% de ferro e localmente

se aproxima da pureza teórica da hematita. O teor destes depósitos não

diminui com a profundidade e esta, até onde eles podem se estender, ainda

não é conhecida (34).

68

2) Depósitos supergênicos de substituição - estes depósitos são formados pela

substituição do quartzo e outros minerais do itabirito, pelo ferro trazido por

soluções frias originárias na superfície da terra. O mineral que substitui é

normalmente a goethita, mas maghemita, hematita ou lepidocrocita podem

também estar presentes. Estes são geralmente pouco profundos, diminuindo o

teor com a profundidade e comumente são de teor mais alto em fósforo do que

outros tipos de minério (34).

3) Depósitos de enriquecimento residual - a lixiviação supergênica de rochas

ricas em ferro, tais como o itabirito, por soluções frias originárias na superfície

da terra, pode produzir minérios de médio teor e alguns de alto teor.

Normalmente quartzo e/ou dolomita são removidos da formação ferrífera,

deixando a hematita relativamente insolúvel, resultando em enriquecimento

residual e na desagregação da formação ferrífera. Tais depósitos normalmente

estão sotopostos e passam gradativamente aos do tipo 2. Estão intimamente

relacionados à superfície topográfica atual e o teor do minério diminui

gradativamente com a profundidade (34).

4) Minério detrítico ou coluvial - é um depósito superficial de hematita

compacta, normalmente de poucos metros de espessura, derivado de jazidas

do tipo 1 ou itabirito enriquecido de depósitos do tipo 2 e 3. O material pode ser

transportado por deslizamento ou por água corrente, ou em alguns casos, por

colapso geral dos depósitos mais importantes. O material é denominado

“rolado” (34).

69

5) Certos corpos de minério residuais, isto é, por causa da grande resistência

da hematita densa para a intemperização química, blocos de hematita

compacta podem ser arrastados para cima de outras rochas por erosão

química e mecânica das rochas mais moles e menos resistentes que os

suportam (34).

6) Canga - os depósitos de canga podem originar-se de uma combinação de

um ou mais dos processos 2, 3, 4 e 5 com a introdução de limonita como

material cimentante ou de substituição (34).

3.4 Minério de Ferro da Mina de Alegria

3.4.1 Dados gerais

O minério da mina de Alegria, situada na porção leste do Quadrilátero Ferrífero,

foi estudado por Barcelos et al. (35), que atribuiu a sua gênese como sendo por

enriquecimento supergênico. Eles descreveram que, em processo posterior ou

mesmo simultâneo à lixiviação da sílica e enriquecimento em ferro e alumina

no minério remanescente, houve a solubilização do ferro, e redeposição sob a

forma de limonita (FeO.OH.nH2O) e goethita (α-FeOOH), nos interstícios

deixados pela sílica; a hematita seria hidratada com absorção de água, levando

também à formação de goethita. Esse processo levou ao aparecimento de

vários tipos de minério, quando classificados quanto ao conteúdo em Fe, SiO2,

70

Al2O3, P e água de hidratação. Foi ainda descrito por eles a possibilidade de

encontrarem-se porções mediamente hidratadas (onde a presença de hematita

predomina sobre a goethita e a limonita) em níveis mais profundos do depósito,

explicadas pelo semiconfinamento dos itabiritos entre rochas impermeáveis

(tipo filitos e metabasitos), o que favoreceria a atuação de processos

diferenciados de enriquecimento supergênico. Outro ponto observado foi o de

que a camada impermeável de filitos sob o minério atua favorecendo à

intensificação da hidratação, dando origem a leitos de goethita localmente de

volume expressivo.

Feitosa et al. (36) no período compreendido entre dezembro de 1992 e junho de

1993 fizeram determinações mineralógicas no minério de Alegria e concluíram

que seus principais constituintes são: 1) a hematita porosa, constituinte mais

abundante da jazida de Alegria, que é de formação secundária, fruto do

processo de martitização das magnetitas primárias, em função das alterações

ambientais, particularmente de Eh-pH; 2) especularita (hematita especular),

constituinte menos abundante que o citado anteriormente, que está associado

aos minérios mais “limpos”, ou seja, menos aluminosos e menos fosforosos; 3)

goethita, que pode estar presente dentro de grãos de hematita porosa, sendo

produto da martitização das magnetitas e denominada goethita G1, ou pode

ter hábito botrioidal e ser produto do intemperismo, sendo neste caso

denominada goethita G2; 4) magnetita residual, presente em pequena

proporção; 5) quartzo, que é o principal mineral da ganga. A limonita e as

argilas constituem um grupo de constituintes secundários, que, apesar da

71

ocorrência menos expressiva quando comparados aos principais minerais

constituintes do minério, requerem atenção, pelos efeitos nocivos que podem

causar no tratamento do minério, gerando lamas e arrastando consigo

impurezas diversas, das quais as mais críticas são o fósforo e a alumina.

3.4.2 Implicações da presença de goethita e limonita no processamento

do minério da Samarco

De maneira simplificada, o processamento do minério na Samarco se dá da

seguinte forma: o minério proveniente da mina (ROM - Run of Mine) segue em

correias transportadoras até a estação de britagem, onde é cominuído até que

haja um máximo de 2% de material acima de 8 mm. Este é, então,

encaminhado à usina de concentração, onde primeiramente passa por uma

etapa de cominuição em moinhos de bolas (moagem primária), em seguida é

classificado e deslamado em ciclones e encaminhado para a flotação

convencional. O concentrado desta flotação sofre nova cominuição, também

em moinhos de bolas (moagem secundária) e segue para a flotação em coluna.

O concentrado da coluna segue para espessadores, de onde irá para os

tanques de estocagem e, posteriormente, é bombeado (mineroduto) para a

usina de pelotização situada em Ubu, no estado do Espírito Santo.

Presença da limonita: além de serem geradoras de lama, observa-se que há

uma razoável tendência de um incremento percentual de limonita gerar um

maior consumo de amido, provavelmente devido ao aumento da área

72

superficial provocada pela maior presença de finos relacionados à limonita. Há

também uma expressiva correlação entre a limonita alimentada à usina e a

produção final, a qual cai de forma acentuada, com o incremento de limonitas

(36).

Presença da goethita: a goethita é um óxido de Fe hidratado que devido à sua

quantidade relativa nos minérios ser bem superior à da limonita (que também é

um óxido de Fe mais hidratado que a goethita) torna-se a principal responsável

pela PPC do minério de Alegria ( 36).

Devido a essa hidratação, a cela unitária de goethita possui menos Fe que a da

hematita (62,9% e 70%, respectivamente). Por isso, a presença de uma maior

quantidade de goethita significará um concentrado mais pobre em conteúdo

metálico, ao passo que a maior presença de especularitas implicará no

contrário (36).

A goethita, particularmente a G2, é forte responsável no aprisionamento de

fósforo, da mesma forma que a limonita (36).

Quanto à influência das goethitas no consumo de reagentes, observou-se uma

correlação positiva delas com o consumo de soda e o consumo de floculantes.

73

4. METODOLOGIA

Neste capítulo é apresentada a metodologia seguida neste trabalho. Esta

inicia-se com a amostragem dos materiais, que após ser devidamente

preparado é submetido à análise granulométrica, análises químicas,

difratometria de raios-X (método do pó), espectroscopia infravermelha,

microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura e microssonda.

4.1 Amostragem e Preparação das Amostras

Baseado na determinação feita por Feitosa et al. (17) da existência de dois tipos

de goethita, G1 e G2, foram, então, selecionados os pontos a serem

amostrados. Assim, foram escolhidos três locais (pontos) onde a goethita G2

era abundante e quatro onde a goethita G1 estava presente em maior

quantidade. Além das goethitas, foram ainda amostrados materiais muito

intemperizados, argilosos, um de coloração ocre, que foi denominado

informalmente de Limonita ocre, outro de cor vermelha e apresentando o

aspecto de um barro, que foi denominado informalmente de Limonita barro e

um terceiro, também de cor vermelha, mas presente sob a forma de “mud

cracks” que foi denominado informalmente de Limonita mud. Para a

identificação dos pontos amostrados e posteriormente das amostras, foi

adotada a mesma terminologia empregada pela Samarco, excetuando-se

74

aqueles pontos contendo o material limonítico, nos quais foram adotadas as

denominações informais citadas anteriormente. Os pontos, bem como suas

respectivas quantidades amostradas e qual o principal constituinte enfocado,

estão listados na Tabela IV.1.

Uma vez a amostragem efetuada, as amostras foram então preparadas para

serem submetidas às demais análises. Esta preparação constou inicialmente

de uma britagem em um Britador de Mandíbula Primário, de abertura de

saída de 1,5” (~ 38mm), seguida de nova britagem em Britador de Mandíbula

Secundário, de abertura de saída de 0,5” (~ 12,7mm). O material proveniente

desta segunda britagem foi homogeneizado e sofreu dois quarteamentos

sucessivos de forma que, a quarta parte foi separada para o prosseguimento

do trabalho e o restante foi guardado como amostra reserva. Nesta etapa,

havia a necessidade da diminuição do número de amostras cabeça (de dez)

para um mínimo de três e um máximo de sete. Para tanto, decidiu-se que elas

deveriam ser encaminhadas às análises química, difração de raios-X e

espectroscopia infravermelha e baseado nos resultados obtidos, tomariam-se

as medidas adequadas. Estas poderiam ser: 1) o abandono de uma

determinada amostra; 2) a associação de duas ou mais amostras; 3) a

permanência da amostra sem alterações. As amostras foram novamente

cominuídas, desta vez em um Moinho de rolos, de onde saíram com

granulometria inferior a 4,76mm. Em seguida, elas sofreram novas

homogeneizações seguidas de sucessivos quarteamentos até que alíquotas de

aproximadamente 100g fossem conseguidas. O restante do

75

Tabela IV.1 - Pontos amostrados, suas respectivas quantidades e

principais constituintes enfocados.

Ponto amostrado Principal constituinte

enfocado

Quantidade amostrada

PG 454 goethita G2 19,0 kg







Limonita Ocre material limonítico 7,7 kg

Limonita Mud material limonítico 8,6 kg

Limonita barro material limonítico 14,1 kg

76

material foi reservado. As alíquotas de 100g foram pulverizadas em um Moinho

Orbital de Panelas de onde saíram com granulometria inferior a 0,038mm. Em

seguida, foram homogeneizadas e quarteadas até que as quantidades

adequadas à preparação de amostras para análises químicas (~10g),

difração de raios-X (~10g) e espectroscopia infravermelha (~1g), fossem

atingidas.

Na Tabela IV.2. estão listados os resultados destas análises químicas e a

mineralogia obtida a partir da interpretação dos difratogramas de raios-X e

espectros infravermelho.

Com base na análise destes resultados as seguintes medidas foram tomadas:

1 - As amostras PG 454 (goethita G2), PG 562 (goethita G1),

PG 965 (goethita G1) e Limonita Ocre, seriam tratadas individualmente por

mostrarem-se extremamente promissoras no que tange a uma maior

abundância daqueles “minerais” enfocados neste estudo, goethitas e limonitas.

Tanto PG 454 quanto PG 562 e PG 965 apresentaram PPC mais alto do que o

apresentado pelas outras amostras de seus respectivos tipos de goethita

(G2, G1 e G1 respectivamente).

77

Tab

ela

IV.2

- A

nál

ises

qu

ímic

as e

min

eral

og

ia d

as a

mo

stra

s, o

bti

da

atra

vés

da

anál

ise

do

s d

ifra

tog

ram

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e ra

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X.

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Min

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uím

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3 P

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Ti

PP

C

PG

562

go

ethi

ta e

hem

atita

qu

artz

o 61

,69

1,52

0,

67

0,25

0 0,

01

0.19

8,

62

PG

483

he

mat

ita e

goe

thita

-

65,8

2 1,

30

0,91

0,

059

0,02

0.

09

3,61

PG

965

qu

artz

o, g

oeth

ita e

hem

atita

-

51,0

2 19

,62

0,28

0,

139

0,01

0.

01

7,32

PG

232

go

ethi

ta, h

emat

ita e

qua

rtzo

m

agne

tita

60,2

1 7,

49

0,43

0,

109

0,02

0.

02

5,78

PG

459

he

mat

ita e

goe

thita

-

65,1

5 1,

29

0,63

0,

163

0,02

0.

15

4,35

PG

475

go

ethi

ta e

hem

atita

qu

artz

o 62

,28

2,48

0,

69

0,14

5 0,

05

0.05

6,

90

PG

454

go

ethi

ta, h

emat

ita e

qua

rtzo

-

56,4

6 9,

63

0,61

0,

093

0,07

0.

06

8,66

Lim

onita

Ocr

e go

ethi

ta e

hem

atita

qu

artz

o 56

,87

2,43

2,

42

0,27

9 0,

30

0.26

12

,00

Lim

onita

Mud

go

ethi

ta e

hem

atita

qu

artz

o 56

,30

5,94

2,

75

0,21

0 0,

08

0.30

9,

50

Lim

onita

Bar

ro

goet

hita

e h

emat

ita

- 58

,13

2,92

2,

53

0,29

6 0,

08

0.62

9,

72

78

Isto leva a crer, que estas amostras devam ser mais ricas em goethita (neste

caso, responsável pela PPC). Quanto à Limonita Ocre, esta apresentou a maior

PPC de todas as amostras estudadas, indicando uma maior potencialidade da

presença de limonitas e goethitas.

2 - As amostras PG 459 (goethita G2) e PG 475 (goethita G2), por

apresentarem características bem semelhantes, foram misturadas entre si

sob a denominação de PG 475. O mesmo ocorreu com as amostras Limonita

Barro e Limonita Mud, e, neste caso, a denominação que permaneceu foi

Limonita Mud.

3 - Por não apresentar nenhuma particularidade e um valor de PPC muito baixo

comparativamente às demais amostras, PG 483 (goethita G1) foi descartada. O

mesmo ocorreu com PG 232 (goethita G1), que além de não possuir nenhuma

particularidade, não apresentava quantidade suficiente de material

(apenas 2,6kg).

Concluindo, permaneceram seis amostras globais: duas de goethita G1

(PG 562 e PG 965), duas de goethita G2 (PG 454 e PG 475) e duas de

material limonítico (Limonita Ocre e Limonita Mud).

Estas seis amostras globais sofreram novas homogeneizações e

quarteamentos até que, alíquotas de aproximadamente 500g e alíquotas de

aproximadamente 100g fossem conseguidas. As primeiras foram

79

encaminhadas ao peneiramento e as segundas compuseram as amostras

cabeça.

Tanto as frações granulométricas provenientes do peneiramento quanto as

amostras cabeça foram pulverizadas no Moinho Orbital de panelas a uma

granulometria inferior a 0,038mm, quarteadas e encaminhadas às análises

química, difração de raios-X e espectroscopia infravermelha. De uma parte das

frações granulométricas, foram efetuadas seções polidas para serem

analisadas no microscópio ótico, MEV e microssonda.

Paralelamente, foram ainda preparadas algumas amostras provenientes de

áreas que não a mina de Alegria, para serem submetidas às análises química,

difração de raios-X e espectroscopia infravermelha. Isto foi feito para fins de

comparação. Eram elas: uma amostra de canga e uma de material limonítico

de coloração ocre ambos procedentes das imediações do B.H. Shopping em

Belo Horizonte; duas amostras de goethita (limonita) pseudomorfa de pirita de

diferentes procedências; uma amostra de material limonítico de coloração ocre

procedente de Santa Bárbara (Minas Gerais) e uma amostra de goethita

botrioidal bem cristalizada.

80

4.2 Análise Granulométrica

As seis alíquotas de aproximadamente 500g cada, foram, então, submetidas à

análise granulométrica que constou de:

1 - Peneiramento a seco utilizando-se a série completa de peneiras da Tyler,

para as amostras de goethita.

2 - Peneiramento a úmido utilizando-se a série de peneiras de 0,60-0,038mm

da Tyler, para as amostras Limonita Ocre e Limonita Mud. Pelo fato de uma

porcentagem significante destas amostras estar com granulometria inferior à

abertura da malha da última peneira (0,038mm), fez-se necessário utilizar de

outra técnica para que a distribuição granulométrica desta porção mais fina

fosse determinada. Desta forma, elas foram processadas no Cyclosizer modelo

M4 da Warman. Como uma porcentagem significante ainda estava menor que

o diâmetro do último ciclone deste Cyclosizer, aproximadamente 9µm, utilizou-

se o Sedigraph Modelo 5000ET da Micromeritics, para determinar-se a

distribuição granulométrica desta porção de granulometria menor que 9µm.

Com base nos resultados da análise granulométrica das diversas amostras, foi

decidido que algumas frações granulométricas poderiam ser agrupadas sem

comprometimento dos resultados. Este agrupamento fez-se necessário, pois o

número de amostras a serem analisadas tornou-se inviável. Desta forma, para

as amostras de goethita, de dezesseis frações passou-se a sete e para as

81

amostras de material limonítico, de quinze passou-se a sete. O procedimento

de tal agrupamento está descrito no próximo capítulo.

4.3 Análises Químicas

As amostras cabeça e suas frações (devidamente preparadas) sofreram

análises via úmida para a determinação do Fe total, e análises em

Espectrômetro de emissão a plasma, modelo Spectroflame P da Spectro

Instruments, para a determinação de SiO2, Al2O3, MnO2, P e Ti. Foram ainda

determinados os valores de PPC das amostras.

4.4 Difratometria de Raios-X (Método do Pó)

As seis amostras cabeça e todas as suas frações granulométricas pulverizadas

a um tamanho inferior a 0,038mm, foram devidamente preparadas e analisadas

em um Difratômetro de Raios-X , modelo PW1810 de fabricação da PHILIPS

(39).

82

4.5 Espectroscopia Infravermelha

Para minimizar a influência da umidade, permanecendo significativamente

apenas a água de cristalização, tomou-se o cuidado de deixar as amostras

cabeça e suas frações, já pulverizadas (com granulometria inferior a 0,038mm),

em uma estufa a aproximadamente 110° C por um período mínimo de 48

horas. Após este período, foram pesadas 0,80mg de cada amostra (cabeça e

frações) e estas foram dispersas em 300,43mg de KBr (que é um haleto

alcalino transparente por quase todo o espectro infravermelho). Em seguida

elas foram prensadas (a aprox. 5tf, em uma prensa hidráulica manual) e

simultaneamente submetidas a um vácuo de aprox. 5torr, por um tempo total

de 20min. Assim, pastilhas de cerca de 1mm de espessura foram preparadas

e, a seguir, analisadas em um Espectômetro Infravermelho, modelo 1760X de

fabricação da Perkin Elmer.

Pelo fato do KBr ser bastante higroscópico (Paulo Brandão, notas de aula) e estar-se

justamente investigando a questão da presença da água, houve a necessidade

de empregar-se outras substâncias como meios de dispersão. Os meios ideais

seriam aqueles cujos espectros não apresentassem bandas de absorção que

interferissem nas regiões de absorção dos ligantes prováveis, que são as

seguintes:

• Hidoxila da goethita: vibração de estiramento, como raia grande e abaulada

em 3095cm-1; e vibrações de dobramento a 900cm-1 e 805cm-1 (38).

83

• Água de cristalização: vibrações de estiramento (simétrica e assimétrica),

como uma única banda, intensa e abaulada, na região de 3600-3200cm-1, e

vibração de dobramento a 1630cm-1 (38).

Os meios escolhidos foram o óleo Nujol (da Plough Inc.), por não apresentar

interferências marcantes na região 1250-750cm-1 e o perfluoro-hidrocarboneto

(Fluorolube, da Hooker Chemical Corporation), que não intefere na região

4000-1300cm-1(38). Cumpre salientar que: 1) estes meios foram utilizados para

a análise das amostras de material limonítico (de maior potencialidade da

presença de água de cristalização) e para PG 454 (composta pricipalmente de

goethita típica, logo com menor potencialidade) para fins de comparação; 2) a

utilização do Nujol foi basicamente para se ter o controle da quantidade de

amostra adicionada, isto é, para garantir-se que a quantidade de material

usado, em todas as preparações com o Nujol e o fluorolube, fosse

aproximadamente a mesma; 3) a utilização do fluorolube foi para observação

das bandas de água e da hidroxila propriamente ditas; assim, as preparações

com este meio foram as mais importantes, para os estudos por espectroscopia

infravermelha.

O procedimento de preparação da amostra para a análise com o nujol e o

fluorolube é um pouco diferente daquele empregado para o KBr. Neste caso,

são dispersos aproximadamente 23mg de cada amostra (pulverizadas e

submetidas a um período mínimo de 48 horas na estufa a 110° C) em uma gota

de cada meio (nujol e fluorolube). Esta mistura é então espalhada por sobre

84

uma placa transparente de KBr, denominada janela , que é então analisada no

espectrômetro infravermelho.

4.6 Microscopia Óptica

Foram elaboradas seções polidas das frações granulométricas de todas as

amostras e estas foram então descritas com o auxílio de um Microscópio Ótico

Grande de Polarização, modelo Orthoplan-Pol e fabricado pela Leitz. Além

destas, foram ainda elaboradas e descritas seções polidas de fragmentos de

rocha de aproximadamente 5cm de diâmetro, que foram separados para tal

finalidade, quando da amostragem.

4.7 Microscopia Eletrônica e Microssonda EDS

Aquelas seções polidas, tanto das frações granulométricas quanto de

fragmentos de rocha, que apresentaram a necessidade de uma maior

investigação de suas microestruturas e da tipologia de suas superfícies, foram

devidamente preparadas e levadas à análise em um Microscópio Eletrônico de

Varredura, modelo JSM35C da Jeol. Acoplado a este microscópio há um

Espectômetro de Energia Dispersiva de Raios-X (microssonda EDS), modelo

EEDS II da ORTEC, que permite a associação da composição química à

imagem da região enfocada (40).

85

.5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Neste capítulo apresentam-se e discutem-se os resultados das análises

granulométrica, químicas, difratometria de raios-X e espectroscopia

infravermelha. Serão ainda apresentadas as descrições das seções polidas e

as fotomicrografias das principais texturas observadas tanto ao microscópio

ótico quanto ao MEV. Destas últimas, serão também apresentadas as devidas

composições químicas associadas, obtidas através das análises feitas pela

microssonda.

5.1 Análise Granulométrica

Os resultados das análises granulométricas de todas as amostras estão

listados nas Tabelas V.1 (A e B), V.2 (A e B) e V.3 (A e B). Nas Tabelas V.3 (A

e B), além dos resultados obtidos do peneiramento a úmido, também são

fornecidos os resultados das análises feitas no cyclosizer (marcados pelo

símbolo *). As figuras 5.1 e 5.2 representam as curvas obtidas da análise feita

no sedigraf.

Baseado nas Tabelas V.1 (A e B), pode-se notar que as distribuições

granulométricas das amostras PG 562 e PG 965 ( ambas de goethita G1) não

apresentam grandes variações. PG 562 apresenta granulometria um pouco

86


goethita G1 - (A) PG 562; (B) PG 965.

(A) PG 562

Peneira (Tyler) Abertura (mm) % Retida Simples % Ret. Acumulada

4 4,76 0,00 0,00 6 3,36 3,94 3,94 8 2,36 9,52 13,46 10 1,70 14,12 27,58 14 1,18 13,24 40,82 20 0,85 9,16 49,98 28 0,60 7,80 57,78 35 0,425 7,79 65,57 48 0,300 4,04 69,61 65 0,210 5,17 74,78 100 0,150 4,34 79,12 150 0,105 4,25 83,37 200 0,075 5,45 88,82 270 0,053 5,42 94,24 400 0,038 1,70 95,94

< 400 < 0,038 4,06 100

(B) PG 965


4 4,76 1,25 1,25 6 3,36 2,20 3,45 8 2,36 4,78 8,23 10 1,70 8,20 16,43 14 1,18 9,83 26,26 20 0,85 7,85 34,11 28 0,60 7,51 41,62 35 0,425 8,19 49,81 48 0,300 3,55 53,36 65 0,210 4,99 58,35 100 0,150 4,59 62,94 150 0,105 6,39 69,33 200 0,075 7,73 77,06 270 0,053 8,16 85,22 400 0,038 4,98 90,20

< 400 < 0,038 9,80 100

87


goethita G2 - (A) PG 475; (B) PG 454.

(A) PG 475


4 4,76 0,15 0,15 6 3,36 3,95 4,10 8 2,36 9,45 13,55 10 1,70 14,19 27,74 14 1,18 12,97 40,71 20 0,85 7,81 48,52 28 0,60 9,53 58,05 35 0,425 7,72 65,77 48 0,300 3,76 69,53 65 0,210 4,64 74,17 100 0,150 2,99 77,16 150 0,105 3,40 80,56 200 0,075 3,32 83,88 270 0,053 8,78 92,66 400 0,038 4,57 97,23

< 400 < 0,038 2,77 100

(B) PG 454


4 4,76 0,54 0,54 6 3,36 3,29 3,83 8 2,36 10,14 13,97 10 1,70 13,72 27,69 14 1,18 10,78 38,47 20 0,85 11,86 50,33 28 0,60 5,72 56,05 35 0,425 8,15 64,20 48 0,300 3,30 67,50 65 0,210 4,73 72,23 100 0,150 3,98 76,21 150 0,105 3,82 80,03 200 0,075 4,18 84,21 270 0,053 4,31 88,52 400 0,038 4,71 93,23

< 400 < 0,038 6,77 100

88


material limonítico - (A) Limonita Mud; (B) Limonita Ocre.

(A) Limonita Mud


28 0,60 15,94 15,94 35 0,425 5,34 21,28 48 0,300 2,40 23,68 65 0,210 3,30 26,98 100 0,150 2,11 29,09 150 0,105 3,22 32,31 200 0,075 2,40 34,71 270 0,053 2,40 37,11 400 0,038 1,99 39,10 * - 0,028 3,36 42,46 * - 0,020 6,83 49,29 * - 0,015 4,85 54,14 * - 0,010 7,02 61,16 * - 0,008 3,26 64,42 * - < 0,008 35,58 100

(B) Limonita Ocre


28 0,60 12,50 12,50 35 0,425 6,37 18,87 48 0,300 3,89 22,76 65 0,210 5,20 27,96 100 0,150 3,79 31,75 150 0,105 4,28 36,03 200 0,075 3,82 39,85 270 0,053 3,58 43,43 400 0,038 2,77 46,20 * - 0,028 7,10 53,30 * - 0,020 4,43 57,73 * - 0,015 3,17 60,90 * - 0,010 4,80 65,70 * - 0,008 2,35 68,05 * - < 0,008 31,95 100

91

mais grossa que PG 965, pois praticamente 50% do material que compõe esta

amostra tem tamanho menor que 0,85mm enquanto que, para a outra, 50%

tem tamanho menor que 0,425mm.

Para as Tabelas V.2 (A e B), PG 475 e PG 454 respectivamente, pode-se

observar que a distribuição granulométrica das amostras é bem semelhante e

que neste caso, ambas possuem 50% de seu material menor que 0,85mm.

De maneira geral, as amostras de goethita (tanto G1 quanto G2) apresentam

distribuição granulométrica semelhante.

Para as Tabelas V.3 (A e B), pôde-se notar que a distribuição granulométrica

das amostras de material limonítico é bem semelhante. O material que compõe

a amostra Limonita Mud é um pouco mais fino que o da Limonita Ocre, pois

50% do primeiro tem tamanho menor que 0,020mm, enquanto que para a

segunda, 50% é menor que aproximadamente 0,038mm.

A Figura 5.1, mostra a distribuição granulométrica de 35,58% da amostra de

Limonita Mud que possui a granulometria inferior ao limite mínimo de detecção

do cyclosizer e que, portanto, foi analisada no sedigraf. Observa-se que 50%

da parte da amostra analisada, logo 17,79% da amostra total, tem tamanho na

faixa granulométrica entre 10-1,95µm e os outros 50%, na faixa entre 1,95-

0,23µm. Assim, 35,58% do material que compõe esta amostra (total), tem

granulometria na faixa dos ultrafinos a colóides.

92

A Figura 5.2 mostra que dos 31,95% da amostra de Limonita Ocre que foram

analisados no sedigraf, 3% da parte analisada, e, portanto, menos de 1% do

total da amostra, tem tamanho na faixa entre 30-6µm; 47% ou 15,02% do total,

tem tamanho na faixa de 6-1,87µm e 50% ou 15,97% do total, tem tamanho na

faixa 1,87-0,22µm. Desta forma, 30,99% do material que compõe esta amostra

(total), possui granulometria na faixa dos ultrafinos a colóides.

Como dito no capítulo anterior, houve a necessidade de agrupar-se algumas

frações granulométricas. Isto se deu, de forma que não houvesse um grande

acúmulo de material em determinada faixa granulométrica. Assim, para as

amostras de goethita o agrupamento foi da seguinte forma:

Frações Novas Frações

4,75mm

3,35mm 2,36mm (1a)

2,36mm

1,70mm

1,18mm (2a)

1,18mm

0,85mm

93

0,60mm (3a)

0,60mm

0,425mm

0,300mm (4a)

0,300mm

0,210mm

0,150mm 0,105mm (5a)

0,105mm

0,075mm

0,053mm 0,038mm (6a)

0,038mm

<0,038mm <0,038mm (7a)

Para as amostras de material limonítico, o agrupamento se seu da seguinte

maneira:

Frações Novas Frações

>0,60mm >0,60mm (1a)

0,425mm

0,300mm (2a)

0,300mm

0,210mm

0,150mm 0,105mm (3a)

94

0,105mm

0,075mm

0,053mm 0,038mm (4a)

0,038mm

0,028mm

0,020mm (5a)

0,020mm

0,015mm

0,010mm 0,008mm (6a)

0,008mm

<0,008mm <0,008mm (7a)

5.2 Análises Químicas e Difratometria de Raios-X

Nas Figuras 5.3 e 5.4, estão representados os difratogramas da amostra

cabeça e das frações granulométricas de PG 562. Por serem bastante

semelhantes, os difratogramas das frações >2,36mm, <0,300mm >0,105mm,

<0,105mm >0,038mm e o da amostra cabeça estão todos representados pelo

mesmo da Figura 5.3. O mesmo ocorre com os difratogramas das frações

97

<2,36mm >1,18mm, <1,18mm >0,60mm, <0,60mm >0,300mm e <0,038mm

que, neste caso, estão representados pelo da Figura 5.4.

Com base na Figura 5.3, verifica-se que a composição mineralógica consiste

de goethita, hematita e quartzo. A goethita está um pouco mais abundante que

a hematita, uma vez que suas raias estão um pouco mais intensas. Mas pode-

se dizer que praticamente não há predominância de uma fase sobre a outra,

pois quando se compara a raia 30% da hematita (d = 3,687Å) com a raia 100%

da goethita (d = 4,18Å), nota-se que a primeira tem intensidade equivalente a

aproximadamente 30% da segunda. Ressalta-se ainda que o que faz com que

a raia de intensidade 100% da hematita (d = 2,70Å) esteja mais intensa que a

de intensidade 100% da goethita (d = 4,18Å), é o fato da primeira apresentar-

se conjugada com uma raia de intensidade 35% da goethita (d = 2,69Å) (39).

O quartzo é nitidamente menos abundante, pois apenas sua raia de

intensidade 100% (d = 3,34Å) foi observada; mesmo assim, ela está pouco

intensa (39).

O grau de cristalinidade das fases mineralógicas, especialmente da goethita, é

alto, já que as raias apresentam-se bem nítidas e com perfil muito agudo. Além

disto, como não se observou no difratograma nenhum domo de amorfização,

pode-se concluir que não há presença significativa de nenhuma fase amorfa,

ou de baixa cristalinidade (Paulo Brandão, notas de aula).

98

A Figura 5.4 apresenta um difratograma bastante semelhante ao da figura

anterior. A diferença marcante está na ausência da raia 100% do quartzo. Isto

indica que este mineral ou está ausente ou se presente, é em baixíssima

concentração, de forma que não chega a ser detectado pelo difratômetro.

Sendo assim, a composição mineralógica consiste de goethita e hematita, e,

pelas mesmas razões discutidas para a Figura 5.3, pode-se dizer que a

goethita é um pouco mais abundante que a hematita. Também neste caso,

praticamente não há predominância de uma fase sobre a outra.

Quanto ao grau de cristalinidade, pode-se dizer o mesmo que foi discutido para

a Figura 5.3.

A Tabela V.4 traz os resultados das análises químicas e a mineralogia tanto da

amostra cabeça quanto das frações granulométricas. A mineralogia foi obtida

da análise dos difratogramas de raios-X.

Nota-se que de maneira geral, não há grandes variações nas porcentagens de

Fe, Al2O3, P, MnO2,Ti e PPC entre as frações e entre estas e a amostra

cabeça. A porcentagem de Al2O3 não varia muito nas frações de

<1,18mm >0,60mm à >0,038mm. Nas frações >2,36mm e <2,36mm >1,18 há

uma diminuição dos valores (de ~0,66% para 0,53% e 0,59% respectivamente)

e na fração <0,038mm, um aumento (para 0,78%). Mesmo assim, nada de

muito significativo. A porcentagem de P também apresenta pequenas

99

Tab

ela

V.4

- R

esu

ltad

os

das

an

ális

es q

uím

icas

e m

iner

alo

gia

(D

RX

) d

as f

raçõ

es d

a am

ost

ra P

G 5

62.

Fra

ção

Gra

nu

lom

étri

ca

Min

erai

s M

iner

ais

An

ális

e Q

uím

ica

(%)

e %

Ret

ida

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s P

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cip

ais

Sec

un

dár

ios

Fe(T

) S

iO2

Al 2

O3

P

Mn

O2

Ti

PP

C

Cabeça

goeth

ita e

hem

atita

quart

zo

62,0

1

1,5

1

0,6

7

0,2

38

0,0

1

0,2

2

8,4

7

2,36

mm

→13

,46

goet

hita

e h

emat

ita

quar

tzo

62,4

8 1,

19

0,53

0,

167

0,01

0,

17

8,21

1,18

mm

→27

,36

goet

hita

e h

emat

ita

- 62

,18

0,96

0,

59

0,23

9 0,

01

0,16

8,

64

0,60

mm

→16

,96

goet

hita

e h

emat

ita

- 62

,03

1,00

0,

63

0,23

6 0,

01

0,17

8,

68

0,30

0mm

→11

,83

goet

hita

e h

emat

ita

- 61

,76

1,70

0,

66

0,24

1 0,

01

0,18

8,

46

0,10

5mm

→13

,76

goet

hita

e h

emat

ita

quar

tzo

60,9

8 3,

05

0,69

0,

248

0,01

0,

20

8,52

0,03

8mm

→12

,57

goet

hita

e h

emat

ita

quar

tzo

60,8

0 2,

79

0,66

0,

261

0,01

0,

24

8,21

<0,0

38m

m→

4,06

go

ethi

ta e

hem

atita

-

61,6

7 1,

31

0,78

0,

287

0,01

0,

29

7,84

100

variações. O maior valor encontrado foi 0,287% (para a fração <0,038mm) e o

menor valor, 0,167% (para a fração >2,36mm). Para o Ti, o maior valor

encontrado foi 0,29% (fração <0,038mm) e o menor 0,16%(fração

<2,36mm >1,18mm). Quanto à PPC, apenas a fração <0,038mm apresenta um

valor um pouco mais baixo (7,84%). A porcentagem da SiO2 apresenta

variações um pouco maiores, sendo que a as frações <0,300mm >0,105mm e

<0,105mm >0,038mm têm os maiores valores e a fração <2,36mm >1,18mm, o

menor valor.

Os resultados das análises químicas corroboram a mineralogia determinada

pela DRX. Note-se que para a fração <060mm >0,300mm, a porcentagem de

SiO2 é relativamente alta quando comparada às demais e o quartzo, se

presente, é em baixíssima concentração. Isto leva a crer, que a maior parte

desta sílica encontra-se alojada dentro da estrutura da goethita. O mesmo

pode-se dizer para a SiO2 das demais frações onde o quartzo não foi

determinado e para o P, Al2O3, Ti e MnO2, já que não foram detectados

minerais destes elementos (Paulo Brandão, comunicação verbal).

As Figuras 5.5, 5.6 e 5.7, representam os difratogramas da amostra PG 965.

As frações >2,36mm, <2,36mm >1,18mm, <1,18mm >0,60mm e

<0,60mm >0,300mm estão representadas pela Figura 5.5; as frações

<0,300mm >0,105 e <0,038mm, pela Figura 5.6; a fração

<0,105mm >0,038mm e a amostra cabeça, pela Figura 5.7. O ressalvo é que

em comparação a esta fração, a amostra cabeça apresenta as raias do quartzo

104

um pouco menos intensas e uma diferença de intensidade das raias 100% do

quartzo (d = 3,34Å) e 100% da goethita (d = 4,18Å), menor. Isto é, no

difratograma da amostra cabeça, a raia 100% do quartzo está

aproximadamente 10% mais intensa que a 100% da goethita. Isto indica, que

nesta amostra a predominância do quartzo sobre as demais fases é

comparativamente menor que na fração <0,105mm >0,038mm (onde ele

apresenta-se em quantidade indiscutivelmente superior).

Comparando-se as três figuras, nota-se que a raia 100% do quartzo

(d = 3,34Å) aumenta de intensidade de uma figura para outra. Assim, de o

mineral menos abundante da primeira figura, passa ao 2o mais abundante da

segunda e ao nitidamente predominante da terceira. Nas três figuras, a goethita

está sempre mais abundante que a hematita. Assim, para a Figura 5.5 a

mineralogia é goethita, hematita e quartzo; para a Figura 5.6, goethita, quartzo

e hematita e para a Figura 5.7, quartzo, goethita e hematita.

Para as três figuras o grau de cristalinidade das fases mineralógicas é alta,

pelas mesmas razões já discutidas para PG 562.

A Tabela V.5 mostra os resultados das análises químicas e mineralogia desta

amostra.

As porcentagens de Al2O3, MnO2 e Ti, não variam significativamente entre

frações e entre estas e a amostra cabeça. Apenas a fração <0,038mm e a

105

Tab

ela

V.5

- R

esu

ltad

os

das

an

ális

es q

uím

icas

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iner

alo

gia

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65.

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23

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0,30

0mm

→11

,74

goet

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zo

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,97

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0,03

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→20

,87

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0,06

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9,80

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3 20

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0,53

0,

118

0,01

0,

05

5,58

106

amostra cabeça, apresentam teores maiores de Al2O3. Já o Fe, SiO2, P e PPC,

apresentam variações relativamente maiores. O que se observa é que nas

frações onde os teores de SiO2 são mais elevados, os teores de Fe, P e PPC

são mais baixos.

Os resultados das análises químicas corroboram a mineralogia determinada

pela DRX. Assim, onde os teores de SiO2 são mais elevados, o quartzo

apresenta-se ou como o mineral predominante ou como o segundo mais

abundante. Para ambos os casos é de se esperar que a porcentagem de Fe

seja mais baixa. Se esta é mais baixa, implica que a concentração de minerais

de Fe é menor. Uma vez que concentração de goethita diminui, espera-se que

a PPC também diminua. O quartzo está nitidamente concentrado na fração

<0,105mm >0,038mm.

Igualmente como na amostra anterior, não foram detectados minerais de Al, P,

Mn e Ti, donde se conclui, que a maior parte destes elementos deva estar

alojada dentro da estrutura da goethita.

A amostra PG 475 tem seus difratogramas representados pelas Figuras 5.8 e

5.9. A primeira figura representa as frações >2,36mm, <2,36mm >1,18mm,

<1,18mm >0,60mm, <0,038mm e a amostra cabeça. A segunda figura, as

demais frações.

109

Para ambas as figuras a composição mineralógica consiste de hematita,

goethita e quartzo, sendo a hematita o mineral mais abundante (raias mais

intensas), seguida da goethita e do quartzo. Neste difratograma, a diferença de

intensidade da raia 100% da hematita (d = 2,70Å) com a raia 100% da goethita

(d = 4,18Å) é grande. Quando se compara a raia 30% (d = 3,68Å) da hematita

com a 100% da goethita (d = 4,18Å), nota-se que a diferença das intensidades

não é muito grande. Isto leva a crer que a contribuição da raia 35% da goethita

(d = 2,69Å) para o aumento da intensidade da raia 100% da hematita

(d = 2,70Å) é bem pequena. Portanto, a hematita é a principal responsável pela

maior intensidade de sua raia 100% e desta forma, é a fase predominante.

A diferença básica entre as figuras está na intensidade da raia 100% do

quartzo. Na primeira, esta é bem pequena e pouco nítida, indicando uma

pequena concentração deste mineral. Já na segunda, ela está bem mais

intensa e nítida, indicando uma maior concentração desta fase. A goethita

também está um pouco mais abundante nesta segunda figura, uma vez que

suas raias estão, comparativamente, um pouco mais intensas do que na

primeira. Assim, a goethita pode ser considerada de concentração média e o

quartzo, como presente em menor quantidade.

Quanto ao grau de cristalinidade, pode-se afirmar que este é alto, pelos

mesmos motivos já discutidos para as outras figuras.

110

A Tabela V.6 apresenta os resultados das análises químicas e a mineralogia

desta amostra.

De maneira geral, as porcentagens de Fe, Ti e MnO2 não apresentam grandes

variações entre frações e entre estas e a amostra cabeça. Já a SiO2, Al2O3, P e

PPC, apresentam variações um pouco maiores. Os resultados da análise

química concordam com a mineralogia. Desta forma, nas frações onde o

quartzo está um pouco mais abundante, a porcentagem de SiO2 está mais alta.

Comparando-se com as amostras anteriores, por ser a hematita o mineral mais

abundante, a porcentagem de Fe está mais alta e a PPC mais baixa.

É bom lembrar, que os difratogramas das figuras são semelhantes e não

idênticos, àqueles das frações por eles representados. Desta forma, pequenas

variações ocorrem. Assim, não é de se estranhar um resultado como o da

fração <0,300mm >0,105mm, onde o valor da SiO2 é o mais elevado (5,26%) e

esperava-se um valor semelhante ao das frações representadas pelo mesmo

difratograma (~2,5%). Ao observar-se seu respectivo difratograma, verifica-se

que neste as raias do quartzo estão um pouco mais intensas do que no que

aqui o representa. Assim, é coerente que a porcentagem de SiO2 esteja maior

que nas demais frações. Para o caso da fração <0,105mm >0,038mm, onde o

valor da PPC é o mais baixo da tabela (4,87%) e esperava-se um valor mais

elevado (~7,5%), verifica-se que em seu respectivo difratograma, as raias da

111

Tab

ela

V.6

- R

esu

ltad

os

das

an

ális

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gia

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95

0,14

4 0,

03

0,29

7,

77

112

goethita estão um pouco menos intensas do que no que aqui o representa

(Fig. 5.9). Logo, se a goethita é, comparativamente, menos abundante é

coerente que a PPC também seja menor. Para a fração <0,038mm, ocorre o

oposto da fração <0,105mm >0,038mm. Esperava-se uma PPC mais baixa e

esta está mais elevada. Em seu difratograma, as raias da goethita estão mais

intensas (intensidade semelhante à da Fig. 5.9, cuja PPC é 7,21%) justificando

esta PPC mais elevada.

Pelas razões já discutidas anteriormente, a maior parte da Al2O3, P, Ti e MnO2

deve estar alojada na estrutura cristalina da goethita.

As Figuras 5.10 e 5.11 representam alguns dos difratogramas da amostra

PG 454. A Figura 5.10 representa as frações <0,300mm >0,105mm e

<0,105mm >0,038mm. A Figura 5.11 representa a fração <0,038mm. As

demais frações estão representadas pela Figura 5.5, já descrita. A amostra

cabeça pode também ser representada pela Figura 5.5, desde que assuma-se

que as raias do quartzo e da goethita estão um pouco mais intensas no

difratograma desta, do que estão no da figura.

Note-se que, o que principalmente difere nos três difratogramas é a variação da

intensidade das raias do quartzo e da goethita. Assim, o quartzo passa de um

mineral pouco abundante nas frações mais grossas (Fig. 5.5), para o mais

abundante nas frações intermediárias (<0,300mm a >0,038mm, Fig. 5.9), para

presente em muito pouca quantidade na fração mais fina (<0,038mm,

115

Fig. 5.10). Quanto à goethita, esta passa de o mineral principal mas pouco

mais abundante que a hematita na Fig. 5.5, para de concentração média e um

pouco mais abundante que a hematita na Fig. 5.10, a nitidamente o mais

abundante da Fig. 5.11. Nesta última, o que faz com que a raia de intensidade

100% da hematita (d = 2,70Å) esteja um pouco mais intensa que a de

intensidade 100% da goethita (d = 2,69Å), é o mesmo fato já descrito para a

Fig. 5.3.

Assim, para a Fig. 5.10 o quartzo é o mineral mais abundante, seguido da

goethita e da hematita. Para a Fig. 5.11, a goethita é o mineral predominante,

seguida da hematita e muito pouco quartzo. A mineralogia da Fig. 5.5, já

descrita anteriormente, é goethita, hematita e quartzo.

O grau de cristalinidade das fases mineralógicas é relativamente alto, pelas

mesmas razões já descritas para as amostras anteriores.

A Tabela V.7 lista os resultados das análises químicas e mineralogia desta

amostra.

Como pode ser visto, as porcentagens de Al2O3, P, MnO2 e Ti não apresentam

grandes variações. O Fe e a SiO2 apresentam variações maiores e quando a

porcentagem de um diminui a do outro aumenta. A PPC apresenta algumas

variações um pouco maiores.

116

Tab

ela

V.7

- R

esu

ltad

os

das

an

ális

es q

uím

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iner

alo

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hita

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8mm

→13

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quar

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0,

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0,08

9 0,

06

0,06

6,

92

117

Note-se que a fração <0,038mm apresenta a PPC mais baixa de todas as

frações. Mas pelo seu difratograma esperaría-se justamente o contrário, uma

vez que as raias da goethita estão muito intensas e são inclusive,

comparativamente aos outros difratogramas apresentados até aqui, as mais

intensas. Pode-se tentar explicar assumindo-se a presença da “limonita” (que

tradicionalmente tem sido aceita como amorfa ou com baixo grau de

cristalinidade) naquelas frações de PPC maior e menor quantidade em

goethita. Mas como já observado, o grau de cristalinidade em todos os

difratogramas é relativamente alto e não são observados, em nenhum deles,

domos de amorfização que caracterizariam a presença significativa de fases

amorfas. Assim, para se explicar uma PPC menor associada a uma maior

abundância de goethita, propõem-se a existência de uma goethita com

estrutura cristalina ainda preservada e com um grau de hidroxilação/hidratação

maior do que o da goethita típica. Este tipo de goethita estaria associada às

frações onde a goethita é menos abundante e a PPC é mais alta.

Para o caso de frações representadas pelo mesmo difratograma, as diferenças

de PPC poderiam, mais uma vez, ser explicadas pela diferença nas

intensidades das raias da goethita entre difratogramas semelhantes (como

descrito para a Fig. 5.9). Mas pode-se ainda inferir, que para todos estes

casos, haja também a influência de alguma goethita deste tipo descrito

anteriormente, interferindo na PPC.

118

Como já discutido, a maior parte da Al2O3, P, Ti, e MnO2 deve estar alojada na

estrutura da goethita.

Os difratogramas da amostra cabeça e das frações granulométricas da amostra

Limonita Mud estão representados nas Figuras 5.12, 5.13 e 5.14. A Figura 5.12

representa as frações >0,60mm, <0,60mm >0,300mm, <0,300mm >0,105mm,

<0,105mm >0,038mm e <0,038mm >0,020mm. A Figura 5.13 representa a

fração <0,020mm >0,008mm. O difratograma da amostra cabeça é muito

semelhante com o desta figura, mas nele não se observam as raias da

caulinita. Desta forma, a amostra cabeça será representada por esta figura,

desconsiderando-se as raias da caulinita. A Figura 5.14 representa a fração

<0,008mm.

Para a primeira figura verifica-se que a composição mineralógica consiste de

hematita, goethita e quartzo. A hematita é o mineral mais abundante (raias

mais intensas e diferença entre sua raia 30% (d = 3,687Å) e a raia 100% da

goethita (d = 4,18Å) ser pequena. A goethita pode ser considerada como de

concentração média e o quartzo, de baixa concentração.

Na segunda figura a hematita continua mais abundante, mas nota-se que a

diferença entre sua raia 100% (d = 2,70Å) e a raia 100% da goethita

(d = 4,18Å) é bem menor que na primeira, indicando que houve um aumento de

concentração da goethita. O quartzo continua em baixa concentração e sua

raia 100% (d = 3,34Å) está, inclusive, um pouco menos intensa que na

122

primeira figura. São observadas duas raias 100% da caulinita: 1) raia

d = 7,15Å, que neste difratograma apresenta-se um pouco deslocada e

portanto em d = 6,87Å; 2) raia d = 3,57Å. Ambas estão muito pouco intensas

indicando que a caulinita está presente em quantidade muito baixa.

Da Figura 5.14 pode-se dizer que a mineralogia é goethita, hematita e caulinita.

A goethita é o mineral mais abundante (raias mais intensas), a hematita tem

concentração média e a caulinita está presente em baixa quantidade.

As diferenças básicas entre os três difratogramas são: 1) as raias da goethita

sofrem um incremento de intensidade do primeiro difratograma para o segundo

e deste para o terceiro, indicando um aumento da concentração deste mineral;

2) as raias da hematita decrescem do primeiro para o terceiro difratograma,

logo sua concentração também; 3) a raia 100% do quartzo (d = 3,34Å) de nítida

e de intensidade média na primeira figura, passa a menos nítida e pouco

intensa na segunda e desaparece na terceira; 4) as raias 100% da caulinita

(d = 7,15Å e d = 3,57Å) estão ausentes na primeira figura, muito pouco

intensas e com a raia d = 7,15Å deslocada para d = 6,87Å na segunda, um

pouco mais intensas e mais nítidas na terceira.

Quanto ao grau de cristalinidade, pode-se afirmar que é relativamente alto,

pelas mesmas razões discutidas anteriormente. Isto tem especial significado

para este material limonítico, pois tradicionalmente tem-se aceito que as

“limonitas” teriam baixo grau de cristalinidade. Nesta amostra estudada,

123

demonstrou-se que isto não ocorreu, o mesmo não ocorrendo para as

amostras de goethita.

A Tabela V.8 traz os resultados das análises químicas e a mineralogia.

De maneira geral, as porcentagens de Fe, P, MnO2 não apresentam variações

significativas. A SiO2, Al2O3, Ti e PPC apresentam variações um pouco

maiores. A porcentagem de Al2O3 não varia muito nas frações de >0,60mm até

>0,038mm e na amostra cabeça; decresce um pouco nas frações de

<0,038mm até >0,008mm e tem seu maior valor na fração <0,008mm. As

porcentagens de SiO2, Ti e PPC variam de uma fração para a outra, sendo que

o maior valor encontrado para a SiO2 é 7,65%, para o Ti é 0,57% e para a PPC

é 11,67%. Os menores valores são 2,54%, 0,26% e 7,84% respectivamente.

Os resultados das análises químicas, mais uma vez, corroboram a mineralogia

dada pela DRX. Assim, o difratograma da fração <0,008mm apresenta as raias

da goethita como as mais intensas, as raias do quartzo estão ausentes e

observam-se raias da caulinita. Sua PPC é a maior observada, a porcentagem

de SiO2 é a menor e a Al2O3 é a maior. A caulinita, por ser um silicato de

alumínio hidratado (Al4(Si4O10)(OH)8), deve também contribuir um pouco para

esta PPC mais alta.

124

Tab

ela

V.8

- R

esu

ltad

os

das

an

ális

es q

uím

icas

e m

iner

alo

gia

(D

RX

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as f

raçõ

es d

a am

ost

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imo

nit

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.

Fra

ção

Gra

nu

lom

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ca

Min

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iner

ais

An

ális

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Al 2

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P

Mn

O2

Ti

PP

C

Cabeça

goeth

ita, h

em

atita

e q

uart

zo

- 57,7

8

4,0

9

2,6

7

0,2

59

0,0

8

0,4

2

9,3

7

0,60

mm

→15

,94

hem

atita

, goe

thita

e q

uart

zo

- 58

,15

4,64

2,

10

0,25

7 0,

08

0,26

9,

23

0,30

0mm

→7,

74

hem

atita

, goe

thita

e q

uart

zo

- 57

,26

5,65

2,

05

0,26

3 0,

08

0,31

8,

96

0,10

5mm

→8,

63

hem

atita

, goe

thita

e q

uart

zo

- 57

,67

4,22

2,

27

0,26

8 0,

08

0,35

9,

38

0,03

8mm

→6,

79

hem

atita

, goe

thita

e q

uart

zo

- 56

,20

7,65

2,

38

0,24

5 0,

07

0,37

8,

49

0,02

0mm

→10

,19

goet

hita

, hem

atita

e q

uart

zo

- 58

,37

5,21

1,

82

0,22

2 0,

08

0,38

7,

84

0,00

8mm

→15

,13

goet

hita

, hem

atita

e q

uart

zo

caol

inita

58

,72

4,16

1,

85

0,21

1 0,

08

0,43

8,

77

<0,0

08m

m→

35,5

8 go

ethi

ta, h

emat

ita e

cao

linita

56,4

2 2,

54

3,63

0,

329

0,10

0,

57

11,6

7

125

As diferenças da porcentagem de SiO2 entre frações representadas pelo

mesmo difratograma podem, mais uma vez, ser explicadas pela diferença nas

intensidades das raias do quartzo entre difratogramas semelhantes (como

descrito para a Fig. 5.9).

Uma Vez que na amostra cabeça e nas frações de >0,60mm até >0,020mm

não foi detectada a caulinita e a porcentagem de Al2O3 é comparativamente

alta, conclui-se que a maior parte desta Al2O3 deva estar alojada dentro da

goethita. Ao comparar-se a porcentagem de Al2O3 destas frações com a das

outras amostras já descritas, onde também não detectou-se a caulinita,

verifica-se que os valores destas frações são os maiores encontrados. Já que,

como dito acima, a maior parte desta Al2O3 está alojada dentro da goethita,

conclui-se também que esta goethita é mais impura que a das outras amostras.

O P, Ti, MnO2 e uma parte da SiO2, devem também estar alojados na estrutura

da goethita.

Ao comparar-se a PPC das frações de >0,60mm até >0,038mm desta amostra

(onde a hematita é o mineral mais abundante) com a amostra PG 475 (onde

em todas as frações a hematita é o mineral principal) verifica-se que a PPC é

mais alta nesta amostra de material limonítico. Comparando-se agora estas

mesmas frações desta amostra (Limonita Mud) com as frações de >2,36mm

até >0,300mm da amostra PG 454 (onde a goethita é o mineral principal)

verifica-se que a PPC não é muito diferente e que nesta amostra (Limonita

126

Mud) chega a estar maior em algumas frações. Para ambos os casos chega-se

à mesma explicação: uma menor quantidade de goethita está associada a uma

maior PPC. Assim, a proposta feita para PG 454, da existência de uma goethita

com estrutura cristalina preservada e com um grau de hidroxilação/hidratação

maior do que o da goethita típica, aplica-se muito bem a esta situação.

As figuras 5.15, 5.16 e 5.17 representam os difratogramas da amostra cabeça

e das frações granulométricas da amostra Limonita Ocre. A Figura 5.15

representa as frações de >0,60mm até >0,038mm, a Figura 5.16 as frações de

<0,038mm até >0,008mm e a última figura, a fração <0,008mm.

Para a primeira figura, a mineralogia consiste de goethita, hematita e quartzo.

A goethita é o mineral mais abundante (raias mais intensas), a hematita tem

concentração média e o quartzo está presente em baixa quantidade.

Da segunda figura pode-se dizer que a mineralogia consiste de goethita,

hematita e magnetita. A goethita é nitidamente a fase mais abundante (raias

bem mais intensas que as demais), a hematita está presente em concentração

mais baixa e a magnetita está presente como traço, pois apenas sua raia de

d = 4,85Å (intensidade 8%) foi detectada, mesmo assim está pouco nítida e

conjugada com a raia d = 4,98Å (12%) da goethita.

130

Da Figura 5.17 pode-se dizer que a mineralogia é goethita, hematita e quartzo.

Novamente, a goethita é a fase nitidamente mais abundante (raias mais

intensas) e quanto à hematita, esta está presente em mais baixa concentração.

Do quartzo, só sua raia de d = 3,34Å (intensidade 100%) foi detectada, e

mesmo assim, pouco nítida e conjugada com a raia d = 3,380Å (intensidade

10%) da goethita.

As diferenças básicas entre as três figuras estão na maior ou menor

intensidade das raias da goethita (menos intensas na primeira figura e mais

intensas na terceira), na presença da raia d = 3,34Å (100%) do quartzo na

primeira figura, sua ausência na segunda, presença sutil na terceira e na

diminuição das raias da hematita da primeira para a terceira figura.

O grau de cristalinidade, como nas demais amostras, é relativamente alto pelas

mesmas razões já discutidas. Como para a amostra Limonita Mud esta

cristalinidade relativamente alta, tem um especial significado para esta amostra

de material limonítico, pois, mais uma vez, esperava-se encontrar um material

de baixo grau de cristalinidade.

A Tabela V.9 associa os resultados das análises químicas à mineralogia

determinada pela DRX. De maneira generalizada, as porcentagens de todos os

elementos analisados sofreram pequenas variações, e, novamente, há

concordância dos resultados das análises químicas com a mineralogia (DRX).

131

Tab

ela

V.9

- R

esu

ltad

os

das

an

ális

es q

uím

icas

e m

iner

alo

gia

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RX

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Mn

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C

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goeth

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0,60

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,50

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hita

, hem

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zo

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1,

68

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24

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11

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0,30

0mm

→10

,26

goet

hita

, hem

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e q

uart

zo

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1,

74

0,24

6 0,

24

0,14

10

,94

0,10

5mm

→13

,27

goet

hita

, hem

atita

e q

uart

zo

57

,52

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1,

67

0,23

7 0,

15

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10

,73

0,03

8mm

→10

,17

goet

hita

, hem

atita

e q

uart

zo

59

,42

2,08

1,

67

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18

0,18

9,

68

0,02

0mm

→11

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goet

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mag

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2,

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10

,51

0,00

8mm

→10

,32

goet

hita

e h

emat

ita

mag

netit

a 57

,26

2,11

2,

26

0,29

3 0,

32

0,33

11

,67

<0,0

08m

m→

31,9

5 go

ethi

ta e

hem

atita

55,7

8 2,

07

3,80

0,

387

0,47

0,

44

12,9

1

132

Nesta amostra, a caulinita não foi determinada e os valores da Al2O3, quando

comparados com os da amostra Limonita Mud, estão relativamente altos. A

maior parte desta alumina deve estar alojada dentro da goethita e, como para

Limonita Mud, a goethita desta amostra deve ser mais impura que a das outras.

Parte da SiO2, P, Ti, MnO2 devem também estar alojados dentro da goethita.

Note-se que as porcentagens de MnO2 são a mais altas de todas as amostras.

Uma vez que a maior parte deste elemento deve estar dentro da goethita, esta

deve estar realmente mais impura. O Ti também está presente em

porcentagens relativamente mais altas, contribuindo também para o aumento

da impureza destas goethitas. O mesmo ocorre com este elemento na amostra

Limonita Mud, que também apresenta goethitas mais impuras.

A PPC desta amostra é alta. Quando compara-se esta amostra, cujo mineral

principal é a goethita, com PG 562 onde a goethita é também o principal

mineral, percebe-se que para explicar esta diferença de PPC, necessita-se

lançar mão da existência desta goethita com maior grau de

hidroxilação/hidratação.

133

5.3 Espectroscopia Infravermelha

Os espectros padrões da goethita, hematita, quartzo, caulinita, limonita, nujol e

fluorolube estão nos Anexos. O espectro padrão da magnetita não foi

encontrado na literatura e não foi possível de obter-se um razoável, pois com

uma quantidade mínima de amostra já se tem uma transmitância muito baixa.

Os espectros da amostra cabeça e de todas as frações granulométricas da

amostra PG 562 são muito semelhantes entre si e, portanto, podem ser

representados pelo mesmo da Figura 5.18. As pequenas diferenças estão,

principalmente, nas bandas de absorção do quartzo, que para as frações de

<2,36mm a >0,300mm e <0,038mm estão praticamente ausentes.

Com base nesta figura, pode-se dizer que:

- As bandas de dobramento da goethita (38) estão bem agudas e nítidas

(3120cm-1, 898cm-1 e 803cm-1). As bandas da hematita (38) (575cm-1 e 470cm-1)

estão também bem nítidas e intensas. Quanto ao quartzo (38), sua banda mais

típica (1089cm-1) está nítida e relativamente intensa e sua banda a 1169cm-1

está pouco nítida e pouco intensa.

134

Figura 5.18 - Espectro infravermelho referente à fração <0,300mm>0,105mm

da amostra PG 562.

135

Estes resultados obtidos pela espectroscopia infravermelha (EIV) são

consistentes com aqueles obtidos pela DRX. As fases presentes são a

goethita, hematita e o quartzo, e, naquelas frações onde o quartzo não foi

detectado pela DRX, suas respectivas bandas de absorção estão praticamente

ausentes.

As Figuras 5.19 e 5.20 trazem representados os espectros da amostra cabeça

e de todas as frações granulométricas de PG 965. A primeira figura representa

a amostra cabeça e as frações de >2,36mm a >0,105mm e <0,038mm. As

frações de >2,36mm a >0,300mm possuem espectros com as bandas do

quartzo um pouco menos intensas que o da figura. O espectro da fração

<0,038mm apresenta uma pequena diferença com relação a este da figura: do

quartzo só se observa sua banda mais típica (1089cm-1) e mesmo assim, ela

está menos intensa. A Fig. 5.20 representa a fração <0,105mm >0,038mm.

Para a primeira figura, as bandas da goethita (3120cm-1, 898cm-1 e 801cm-1) e

da hematita (597cm-1 e 466cm-1) estão bem agudas e intensas. A banda mais

típica do quartzo (1088cm-1) está bem intensa e aguda e dele ainda são

observadas as bandas a 1171cm-1 (nítida e de intensidade média), a 782cm-1

(apresentando-se como um cotovelo da banda a 801cm-1 da goethita) e a

695cm-1 (nítida, mas pouco intensa).

No espectro da Figura 5.20, todas as bandas do quartzo são observadas

(1170cm-1, 1089cm-1, 798cm-1, 780cm-1, 695cm-1, 514cm-1 e 462cm-1) e estão

136


da amostra PG 965.


da amostra PG 965.

137

bem intensas e agudas. Da goethita, apenas as bandas a 3120cm-1 e a 898

cm-1 estão presentes e da hematita apenas a banda a 597cm-1.

Novamente, os resultados da EIV são consistentes com os da DRX. As fases

presentes são a goethita, hematita e o quartzo, e naquelas frações onde o

quartzo predomina, também predominam suas bandas de absorção.

A Figura 5.21 traz o espectro que representa todas as frações granulométricas

e a amostra cabeça da amostra PG 475.

Com base nesta figura pode-se observar que as bandas da goethita (3145cm-1,

896cm-1 e 802cm-1) e da hematita (595cm-1 e 471cm-1) estão agudas e

intensas. A banda a 1086cm-1 do quartzo é observada e apresenta-se menos

intensa e aguda que as demais.

Mais uma vez, a EIV é consistente com a DRX. As fases presentes são

hematita, goethita e quartzo.

As Figuras 5.22 e 5.23 mostram os espectros infravermelhos da amostra

PG 454. A Figura 5.22 representa a amostra cabeça e as frações de >2,36mm

a >0,038mm com o ressalvo que, tanto na amostra cabeça como nas frações

de >2,36mm a >0,300mm, as bandas do quartzo estão um pouco menores

(semelhantes às da Fig. 5.24 apresentada à frente). A Figura 5.23 representa a

fração <0,038mm.

138

Figura 5.21- Espectro infravermelho referente à fração <0,300mm>0,105mm da

amostra PG 475.

139


da amostra PG 454.


PG 454.

140

De acordo com a primeira figura, pode-se dizer que:

- O espectro, cujo meio é o KBr, mostra que as bandas da goethita estão bem

agudas, nítidas e intensas (3140cm-1, 900cm-1 e 802cm-1). As bandas da

hematita (59cm-11 e 470cm-1) estão nítidas e intensas. O quartzo apresenta

suas bandas: a 1088cm-1 (mais típica) bem aguda, nítida e intensa; a 1171cm-1

nítida e mediamente intensa; a 782cm-1 como um cotovelo da banda a 802cm-1

da goethita; e, a 695cm-1 presente, mas pouco intensa.

- O espectro, cujo o meio é o nujol, mostra que a quantidade de amostra

adicionada está adequada, uma vez que as bandas comparáveis da goethita

(900cm-1 e 802cm-1) estão nítidas e mostram intensidades semelhantes às do

espectro do KBr.

- No espectro, cujo meio é o fluorolube, a raia a 802cm-1, tendo

aproximadamente a mesma intensidade que nos dois espectros anteriores (KBr

e nujol), demonstra que as demais raias são comparáveis. Além disto, dois

aspectos muito importantes são evidentes, neste espectro:

♦ A hidroxila encontra-se presente, já que sua banda a 3140cm-1 está nítida e

bem intensa;

♦ Quanto à água, sua banda na região 3600-3200cm-1 não é observada, e, a

raia a 1630cm-1 mostra-se extremamente abaulada e pouco nítida. Portanto,

conclui-se que a água está presente apenas como traços. Pode ser que a

quantidade mínima corresponda a vestígios de umidade, mesmo após a

141

secagem executada, e, que não se relacione de modo algum, a água de

cristalização.

Com base na Figura 5.23, pode-se dizer que:

- O espectro, cujo meio é o KBr mostra que as bandas da goethita (3119cm-

1, 899cm-1 e 802cm-1) estão bem agudas e nítidas. As bandas da hematita

(575cm-1 e 470cm-1) estão presentes. Quanto ao quartzo, sua banda a 1089cm-

1 (mais típica) é a única observada, mostrando-se pouco intensa.

- O espectro, cujo meio é o nujol, mostra que a quantidade de amostra foi a

adequada.

- O espectro, cujo meio é o fluorolube, mostra novamente que as raias são

comparáveis e que a banda a 3119cm-1 da hidroxila é nítida e intensa. As

bandas da água (na região 3600-3200cm-1 e em 1650cm-1) mostram mesmas

características qualitativas do que no caso da figura anterior.

Mais uma vez, a EIV é consistente com a DRX. A fases presentes são a

goethita, hematita e o quartzo.

As Figuras 5.24 e 5.25 trazem os espectros infravermelhos da amostra

Limonita Mud. Na primeira figura estão representadas a amostra cabeça e as

142

Figura 5.24 - Espectro infravermelho referente à fração >0,60mm da amostra

Limonita Mud.


Limonita Mud.

143

frações de >0,60mm a >0,038mm e na segunda, estão representadas as

frações mais finas (<0,038mm a <0,008mm).

Da primeira figura, pode-se dizer que:

- O espectro, cujo meio é o KBr, mostra que as bandas da hematita (574cm-1 e

472cm-1), goethita (3136cm-1, 889cm-1 e 802cm-1) e do quartzo (1169cm-1 e

1089cm-1) estão todas bem nítidas e relativamente intensas.


adequada.

- O espectro, cujo meio é o fluorolube, mostra novamente que a banda a

3136cm-1 da hidroxila é muito nítida e intensa e que as demais raias são

comparáveis. Mais uma vez, as bandas características da água (região 3600-

3200cm-1 e 1650cm-1) mostram mesmas características qualitativas que na

amostra anterior; no entanto, no caso desta amostra de material limonítico,

parece haver uma quantidade levemente maior de água, do que na anterior.

Contudo, parece que esta água não é realmente de cristalização, sendo mais

provavelmente adsorvida às partículas muito pequenas da goethita presente

nesta amostra.

Baseado na Figura 5.25, pode-se dizer que:

144

- O espectro, cujo meio é o KBr, mostra que as bandas da goethita

(3123cm-1, 903cm-1 e 802cm-1) e da hematita (597cm-1 e 470cm-1) estão bem

nítidas e intensas. As bandas da caulinita a 3694cm-1, a 1104cm-1, a 1032cm-1

e a 1009cm-1 estão presentes, mediamente nítidas e pouco intensas.


adequada.

- O espectro, cujo meio é o fluorolube, mostra, mais uma vez, que as bandas

são comparáveis e que a banda a 3123cm-1 da hidroxila é muito nítida e

intensa. As bandas características da água mostram as mesmas características

qualitativas já descritas anteriormente. Neste difratograma, como no anterior,

parece haver uma quantidade levemente maior de água que, como já descrito

para a figura anterior, deve estar adsorvida às partículas muito pequenas de

goethita.

Assim, a quantidade maior de água neste material limonítico seria devida

apenas à maior finura e, portanto, maior área superficial desta amostra.

Como para as amostras anteriores, a EIV é consistente com a DRX.

145

Pela Figura 5.26 estão representados os espectros infravermelhos da amostra

cabeça e das frações de >0,60mm a >0,038mm da amostra Limonita Ocre. Já

pela Figura 5.27, os das frações de <0,038mm a <0,008mm.

Com base na primeira figura, pode-se dizer que:

- O espectro, cujo meio é o KBr, mostra que as bandas da goethita (3150cm-1,

899cm-1 e 802cm-1) e as da hematita (602cm-1 e 468cm-1) estão nítidas e

agudas e relativamente intensas. Do quartzo só a sua banda a 1086cm-1 (mais

típica) é observada, mesmo assim está relativamente nítida e mediamente

intensa.

- O espectro, cujo meio é o nujol, mostra que a quantidade de material foi a

adequada.

- O espectro, cujo meio é o fluorolube, mostra o mesmo já discutido para a

amostra Limonita Mud e, portanto, tiram-se as mesmas conclusões.

Da Figura 5.27 pode-se dizer que:

- O espectro, cujo meio é o KBr, mostra que as bandas da goethita (3135cm-1,

904cm-1 e 802cm-1) e da hematita (610cm-1 e 479cm-1) estão nítidas, agudas e

intensas.

146


da amostra Limonita Ocre.


Limonita Ocre.

147

- O espectro, cujo o meio é o nujol, mostra que a quantidade de material foi a

adequada.

- O espectro, cujo meio é o fluorolube, também mostra o mesmo já discutido

para a amostra Limonita Mud. Assim, as conclusões são as mesmas.

A EIV é consistente com a DRX. É bom notar que quanto às bandas da

magnetita, estas são difíceis de serem obtidas, quer pela pequena quantidade

em que esta fase se encontra quer pela dificuldade de se obter um espectro

razoável deste mineral.

5.4 Microscopia Ótica, MEV e Microssonda EDS

As descrições microscópicas das seções polidas de fragmentos de rocha e

frações granulométricas de PG 562 é feita a seguir.

Microscopicamente, com base no fragmento A desta amostra pode-se dizer

que a rocha apresenta-se bandada, com alternância de bandas milimétricas

compostas predominantemente por terrosos (“limonita” ou goethita terrosa)

com bandas milimétricas compostas principalmente por minerais de ferro

(goethita e hematita-martita) com estrutura cristalina preservada. Ou seja,

alternância de bandas menos alteradas e mais competentes com bandas mais

alteradas e menos competentes. Localmente, tanto podem estar as bandas

148

terr.osas enriquecidas em hematitas-martitas e goethitas (mostrando uma

maior preservação da mineralogia anterior) quanto podem estar as bandas

menos alteradas enriquecidas em materiais terrosos. De forma geral, a

porosidade é elevada.

A goethita tem hábito principalmente botrióide (6) podendo localmente estar

maciça. Pode também estar sob a forma de pequenas ripinhas disseminadas e

sem orientação preferencial, de cor cinza escuro, substituindo um anfibólio

(pseudomorfa de anfibólio) ou também, sob a forma de agregados fibrosos

orientados e determinando uma foliação, de cor cinza um pouco mais claro,

substituindo um outro tipo de anfibólio. Localmente, esta última goethita

pseudomorfa de anfibólio pode estar alterada (desidratada) a hematita e/ou

apresentar porções de goethita maciça.

A goethita botrioidal apresenta-se em diferentes graus de alteração. Esta varia

de inalterada e pouco porosa, a de textura coalescente em início de se tornar

terrosa e bem porosa, até terrosa e portanto, bastante porosa. Esta goethita

encontra-se principalmente preenchendo o espaços intergranulares (hematita-

martita e goethitas pseudomorfas de anfibólio). A goethita maciça, quando

presente, também está preenchendo estes espaços. Um aspecto que foi

observado, foi a variação de tonalidades de cinza que esta goethita botrioidal,

quando mais terrosa, pode apresentar. Ela pode estar cinza bem claro

(semelhante à hematita, mas com reflectividade inferior), cinza característico da

goethita ou cinza escuro e por vezes um pouco esverdeado.

149

Normalmente, a goethita fibrosa pseudomorfa de anfibólio, quando desidratada

a hematita, encontra-se preferencialmente associada às regiões mais ricas em

hematita-martita.

As hematitas-martitas variam de subédricas a anédricas, são microporosas,

praticamente não apresentam magnetita relicta e localmente apresentam-se

com porções alteradas a goethita. As hematitas-martitas anédricas estão

aglomeradas de tal forma que seus contornos não são facilmente identificáveis.

O que é identificável nesta espécie de “massa” de martitas é a textura,

característica, de treliça. As hematitas-martitas subédricas estão normalmente

deformadas, tendo um de seus eixos sido encurtado em relação ao outro. De

forma geral, as hematitas-martitas apresentam-se orientadas em uma direção

preferencial.

Nesta seção foi observada uma região onde a goethita terrosa é bastante

abundante e em meio a esta encontram-se associadas hematitas-martitas

(mais, ou menos alteradas), porções de goethita botrioidal, goethitas

pseudomorfas de anfibólio (fibroso), alguns grãos de quartzo (que praticamente

só foi observado nesta região) e porções de goethita um pouco terrosa e de

tonalidades de cinza variadas, preenchendo espaços intergranulares de

hematita-martita.

150

No fragmento B, o bandamentosó é obsevado localmente, e mesmo assim,

este está insipiente e com as bandas mais estreitas que as da outra seção.

Este bandamento também é dado pela alternância de bandas terrosas com

bandas compostas por hematitas-martitas e goethita. O grau de alteração desta

seção é maior que o da outra, assim há uma presença maior de materiais

terrosos e consequentemente, uma porosidade maior.

Quanto à mineralogia, esta é basicamente a mesma descrita para o fragmento

A. O que difere é a presença maior de materiais terrosos e de hematitas-

martitas e goethitas em estágios mais avançados de alteração.

LEGENDA DAS FIGURAS

HM = Hematita-martita

HL = Hematita lamelar

H = Hematita

GG1 = Goethita produto da alteração da magnetita

GG2 = Goethita botrioidal ou maciça

GT = Goethita terrosa

M = Magnetita

Q = Quartzo C = Caulinita

I = Ilmenita P = Poro

R = Resina

151

A Figura 5.28 apresenta uma fotomicrografia que ilustra a questão de goethitas

com diferentes tonalidades de cinza, a presença de uma goethita pseudomorfa

de anfibólio (fibrosa) alterada a hematita e apresentando internamente duas

porções de goethita maciça (goethita G2) (36), e três ripinhas de goethita

pseudomorfa de um outro anfibólio. Note-se que a goethita de tonalidade cinza

mais claro está contornando regiões mais alteradas (terrosas) e é mais maciça

do que a goethita cinza mais escuro que a cerca. Esta goethita mais escura é

botrioidal (goethita G2) (36) com porções mais maciças, e pode estar mais, ou

menos alterada (terrosa). O contato entre esta goethita mais escura e a mais

clara é bem marcado. Já o contato entre a hematita pseudomorfa de anfibólio e

a goethita mais maciça e de tonalidade mais clara é suave e de sutil

percepção, apresentando reflectividades semelhantes. Aparentemente, as

porções de goethita maciça, presentes dentro deste grão de hematita

pseudomorfa de anfibólio, indicariam um início de alteração desta hematita,

pois uma destas porções encontra-se lateralmente ligada à goethita botrioidal

circundante (ou seja, a goethita botrioidal está entrando na hematita

pseudomorfa de anfibólio).

A Figura 5.29 apresenta uma fotomicrografia que mostra hematitas

pseudomorfas de anfibólio fibroso associadas a porções compostas por

goethita cinza mais claro e mais escuro ambas maciças (goethitas G2) (36) onde

encontram-se dispostas ripinhas de goethita pseudomorfa de anfibólio. Notar a

falta de orientação preferencial das ripinhas de goethita (pseudomorfa).

152

Figura 5.28 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethitas de diferentes

tonalidades de cinza. Aumento: 500X.

Figura 5.29 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando hematita pseudomorfa de

anfibólio, goethitas (ripinhas e tons de cinza). Aumento: 500X.

153

A Figura 5.30 apresenta uma fotomicrografia que mostra a associação de

hematita pseudomorfa de anfibólio, com ripinhas de goethita pseudomorfa de

outro anfibólio, com hematita-martita porosa (hematita produto da martitização

da magnetita), subédrica a anédrica, todos “cimentados” por uma goethita já

bem terrosa de diferentes tonalidades de cinza (variando de cinza claro a um

cinza escuro esverdeado). Notar que a hematita pseudomorfa de anfibólio

localizada na parte central desta foto, apresenta-se com porções mais escuras

(início de alteração) e quando comparada à hematita-martita, ela é um pouco

mais escura e menos reflectiva. Pode-se então dizer que a reflectividade desta

hematita pseudomorfa é menor que a da hematita-martita (que por sua vez é

menor que a da hematita lamelar).

A Figura 5.31 apresenta a fotomicrografia que mostra uma região bem alterada

e de porosidade bem elevada onde encontram-se associadas goethita terrosa,

goethita botrioidal-maciça mais, ou menos alterada e porosa, hematita

pseudomorfa de anfibólio (notar que elas estão orientadas preferencialmente

numa mesma direção) e hematitas-martitas anédricas e subédricas alteradas

ou não a goethita. A porção localizada a direita e abaixo do nível de hematitas

pseudomorfas de anfibólio apresenta, aparentemente, hematitas-martitas

subédricas a anédricas alteradas a goethita. Ou seja, goethitas (G1) (36)produto

de alteração da magnetita (kenomagnetita) (12-15) . Para tal afirmação baseou-se

na forma externa dos grãos (semelhantes a hematitas-martitas encontradas em

outras regiões). Na parte direita superior também são encontrados algumas

destas goethitas pseudomorfas de magnetita e na região também superior mas

154

Figura 5.30 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando hematita pseudomorfa de

anfibólio, hematita-martita, goethita (ripinhas e terrosa). Aumento: 500X.

Figura 5.31 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethitas (terrosa, botrioidal e

G1), hematita-martita e hematita pseudomorfa de anfibólio. Aumento: 200X.

155

na parte aproximadamente central (no alto e um pouco a esquerda), encontra-

se uma magnetita alterada a goethita com alguma hematita-martita presente,

de porosidade elevada.

A Figura 5.32 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma região bem

porosa constituída de hematitas-martitas, goethitas e hematitas pseudomorfas

de anfibólio, e, goethita terrosa. Note-se a presença de uma hematita

pseudomorfa de anfibólio alterada a goethita maciça (parte superior e a

esquerda da foto).

A Figura 5.33 apresenta uma fotomicrografia que mostra duas regiões em

diferentes estágios de alteração. Na região situada a direita desta foto, a

hematita-martita está toda ela alterada a goethita em estágio avançado de

alteração, i.e. num estágio variando de início de se tornarem terrosas a já

completamente terrosas. Preenchendo os espaços intergranulares encontra-se

uma goethita menos alterada e, portanto, mais preservada e estruturada. A

porção à esquerda da foto é composta por hematitas-martitas porosas,

“cimentadas” por goethita que varia de um pouco alterada a terrosa e de

porosidade bastante elevada.

As figuras 5.34 e 5.35 apresentam fotomicrografias que ilustram a textura de

treliça. A foto da Figura 5.34 foi tirada com o analisador fora de campo (nicóis

descruzados) e mostra hematitas-martitas porosas associadas a goethitas em

156

Figura 5.32 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethitas (pseudomorfa e

terrosa), hematita-martita e hematita pseudomorfa de anfibólio. Aumento: 200X.

Figura 5.33 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethita terrosa e hematita-

martita. Aumento: 200X.

157

Figura 5.34 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando hematita-martita, goethita

terrosa e maciça. Aumento: 200X.

Figura 5.35 - Fotomicrografia com nicóis cruzados tirada na mesma posição da anterior, que

ilustra a textura de treliça das hematitas-martitas. Aumento: 200X.

158

diferentes estágios de alteração (de um pouco alterada a terrosa). A foto da

Figura 5.35 foi tirada na mesma posição da anterior, porém com o analisador

no campo (nicóis cruzados). Nesta foto observa-se nitidamente a textura de

treliça das martitas.

A Figuras 5.36 apresenta uma fotomicrografia que mostra hematitas-martitas

porosas em diferentes estágios de alteração. Na fotomicrografia da Figura 5.37

foi dado um aumento maior em uma região da Figura 5.36 que apresenta

hematita-martitas mais alteradas. Note-se uma região bem delimitada de

coloração cinza um pouco mais escuro e, portanto, de reflectividade inferior a

das martitas circundantes, que internamente apresenta pequenas porções

cinza um pouco mais escuro ainda (goethitas) e tem um aspecto já um pouco

terroso. Esta região representaria uma hematita-martita goethitizada, logo em

estágio mais avançado de alteração do que aquelas de coloração mais clara

que a cercam. Porém, é um estágio de alteração anterior ao apresentado pela

porção em contato a sua direita, onde em meio a goethita completamente

terrosa resistem pequenas porções de goethita e hematita-martita ainda não

tão alteradas.

A Figura 5.38 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma região bastante

alterada da seção, onde se observam goethitas de diferentes tonalidades de

cinza e diferentes graus de alteração, hematitas-martitas bem porosas e com

diferentes graus de alteração, hematitas pseudomorfas de anfibólio (algumas

159

Figura 5.36 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando hematitas-martitas em

diferentes estágios de alteração. Aumento: 200X.

Figura 5.37 - Fotomicrografia da amostra PG 562 tirada na mesma posição da anterior com

aumento maior. Aumento: 500X.

160

Figura 5.38 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethitas (ripinhas e tos de

cinza), hematita pseudomorfa de anfibólio e hematita-martita. Aumento: 200X.

Figura 5.39 - Fotomicrografia da amostra PG 562 tirada na mesma posição da anterior com

aumento maior. Aumento: 500X.

161

contendo alteração a goethita maciça) e ripinhas de goethita pseudomorfa do

outro anfibólio.

Na fotomicrografia da Figura 5.39 foi dado um aumento maior em uma região

da foto anterior, que apresenta uma estrutura de forma poligonal que é formada

por ripinhas de goethita (cinza mais escuro) contornadas por uma goethita

cinza mais claro. A associação se dá de tal forma que formaram-se estruturas

semelhantes a triângulos. A porção interna destes “triângulos” é composta de

goethita terrosa. A goethita intergranular pode ter uma coloração cinza claro e

estar um pouco menos alterada ou já apresentar-se completamente terrosa.

Esta goethita cinza claro está fazendo o contorno de quase todos os grãos de

hematita-martita porosa. Foi notada a presença ( uma no lado esquerdo e

inferior da foto e a outra no lado direito e inferior) de hematita pseudomorfa de

anfibólio de estrutura cristalina um pouco mais maciça. Esta hematita

representa, possivelmente, o estágio final a que a substituição do anfibólio

chegou. A goethita maciça presente dentro destas hematitas pseudomorfas,

representaria então, um estágio anterior de alteração destas.

Na fotomicrografia da Figura 5.40 foi dado um maior aumento em uma outra

região da foto da Figura 5.38, a qual também apresenta uma estrutura de forma

aproximadamente poligonal (parte central da foto), que neste caso

aparentemente representa uma hematita-martita completamente terrosa

contornada por uma fina linha formada por goethita cinza escuro (central) e

162

Figura 5.40 - Fotomicrografia da amostra PG 562 tirada na mesma posição da Figura 5.38 com

aumento maior. Aumento: 500X

Figura 5.41 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethitas botrioidais alteradas

e hematitas-martitas em diferentes estágios de alteração. Aumento: 500X.

163

goethita cinza claro (bordas) mais maciças. Ao lado desta partícula encontra-se

uma outra de formato aproximadamente triangular, semelhante às descritas na

foto anterior. Além destas estruturas, são também observadas goethitas de

diferentes tonalidades de cinza e diferentes graus de alteração (variando de

pouco a bastante terrosa), hematitas-martitas porosas e hematitas e/ou

goethitas pseudomorfas de anfibólio.

A figura 5.41 apresenta uma fotomicrografia que mostra goethitas botrioidais

bastante alteradas (variando de um estágio em início de perda de estrutura

cristalina até já completamente terrosa) e poucas hematitas-martitas porosas

em diferentes estágios de alteração.

A fração granulométrica >2,36mm é composta de aproximadamente 70% de

goethitas, 15% de goethita terrosa, 10% de hematita-martita, 5% de quartzo

(anguloso, primário)e menos de 1% de hematita lamelar (especularita).

A goethita apresenta-se principalmente com hábito botrioidal, mas pode

também estar maciça, fibrosa (substituindo anfibólio) ou sob a forma de

ripinhas (também substituindo anfibólio). O grau de alteração, como já descrito

anteriormente, é variável (desde pouco alterada até terrosa propriamente dita)

e estas goethitas podem estar associadas entre si e/ou com hematitas-martitas

mais, ou menos alteradas (desde pouco alterada e pouco porosa até muito

alterada e muito porosa podendo até chegar, localmente, a estar

164

esqueletiforme) e em muito menor proporção, com o quartzo e com hematita

lamelar (especular) ambos disseminados.

A fração granulométrica <2,36mm e >1,18mm é composta de

aproximadamente 60% de goethitas, 20% de goethita terrosa, 20% de

hematita-martita, e menos de 1% de hematita lamelar (especularita).

A descrição mineralógica feita para a fração anterior é praticamente a mesma

para esta. Uma particularidade desta fração, foi a observação de algumas

partículas formadas por praticamente somente hematitas lamelares (orientadas

em uma mesma direção) que podem ou não estar estreitamente “cimentadas”

por goethita (maciça). Este tipo de partícula é de ocorrência secundária nesta

fração.



hematita-martita e menos de 1% de hematita lamelar (especularita).

Pontualmente observa-se quartzo (primário).

As descrições mineralógicas feitas para as frações anteriores é praticamente a

mesma para esta fração. Nesta fração também foram observadas algumas

partículas formadas por hematita lamelar como já descrito para a fração

anterior.

165



hematita-martita, menos de 1% de hematita lamelar (especularita) e 1% de

quartzo (primário).


mesma para esta fração. Uma particularidade desta fração, foi o aumento da

proporção de partículas de quartzo, que podem ser formadas ou por um único

grão liberado (de aproximadamente 0,60mm) ou pela associação de alguns

pequenos grãos mais goethita (maciça, um pouco alterada). Algumas partículas

formadas pela associação de hematitas lamelares também são encontradas

nesta fração.

As frações de <0,300 a >0,038mm são ambas compostas de aproximadamente

62% de goethitas, 15% de goethita terrosa, 20% de hematita-martita, menos de

1% de hematita lamelar (especularita) e entre 3 e 5% de quartzo (primário)

liberado.


mesma destas frações.

A fração <0,038mm é composta por aproximadamente 58% de goethitas, 25%

de hematita-martita, 15% de goethita terrosa e entre 1 e 2% de quartzo. Devido

a cominuição, toda a informação a respeito da microestrutura visível até o

166

tamanho acima de 0,038mm foi perdida. Desta forma, somente ficou detectável

quais as fases mineralógicas presentes, que por sua vez são as mesmas

presentes nas demais frações.

A fotomicrografia da Figura 5.42 mostra goethita botrioidal bem porosa e

alterada. As regiões marcadas foram analisadas no MEV-microssonda. Notar

que os teores de Fe, SiO2, Al2O3 e P variam aleatoriamente e que na maioria

das áreas analisadas tanto a sílica quanto a alumina estão presentes. Isto vem

a comprovar a suposição feita anteriormente de que a goethita apresenta

quantidades variáveis destes óxidos dentro de sua estrutura cristalina, bem

como de outros tais como o P, Ti, Mn, Cl, Mg, K. Os teores das demais

substâncias analisadas também apresentam variação aleatória. A saber, ND é

a abreviatura para não detectável, ou seja, significa que se o elemento está

presente, ele o está em quantidade inferior ao limite mínimo de detecção do

aparelho.

A Figura 5.43 apresenta uma fotomicrografia em microscópio eletrônico de

varredura dando um maior aumento na área A da figura anterior. Esta foto

mostra com maior detalhe a textura botrioidal.

167

Figura 5.42 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethita botrioidal bem porosa.

As regiões marcadas foram analisadas no MEV-microssonda. Aumento: 100X.

Elementos Químicos (%)

Área Mineral Fe SiO2 Al2O3 P TiO2 MnO2 MgO K2O Cl 1 goethita 59,26 1,96 0,52 ND 0,48 0,41 ND ND ND 2 goethita 57,67 2,54 1,51 ND ND 0,44 ND ND ND 3 goethita 56,56 1,52 2,73 0,257 ND ND ND ND 1,15 4 goethita 57,94 2,06 1,71 0,708 ND ND ND ND ND 5 goethita 56,96 2,75 1,31 0,702 ND 0,68 ND ND ND 6 goethita 59,81 3,26 0,48 ND ND 0,57 ND ND 2,23 7 goethita 58,32 2,41 ND ND ND ND ND ND ND 8 goethita 60,37 0,88 ND 0,680 ND ND ND 1,54 1,20

Figura 5.43 - Fotomicrografia em MEV dando maior aumento na Área A da figura anterior.

168

A Figura 5.44 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma região composta

de goethita botrioidal bastante porosa e alterada, estando já praticamente

terrosa. Na parte central encontra-se um nível de hematitas-martitas totalmente

alteradas a goethita terrosa. As áreas marcadas na foto foram analisadas no

MEV-microssonda. Mais uma vez os teores variam aleatoriamente.


de goethita botrioidal bastante porosa e alterada. As áreas marcadas na foto

foram analisadas no MEV-microssonda. A área 3 parece mostrar uma

hematita-martita bastante alterada e impura (pois apresenta porcentagens de

alumina, fósforo, titânio, magnésio e cloro). A variação dos teores é aleatória.

As descrições microscópicas das seções polidas de fragmentos de rocha e

frações granulométricas de PG 965 é feita a seguir.

Microscopicamente, com base no fragmento desta amostra pode-se dizer que a

rocha apresenta-se bandada, com alternância de bandas milimétricas

compostas basicamente por goethita, hematita-martita e magnetita com bandas

milimétricas compostas principalmente por quartzo e em menor proporção

goethita terrosa.

169

Figura 5.44 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethita botrioidal e hematita-

martita, ambas terrosas. As áreas marcadas foram analisadas no MEV-

microssonda. Aumento: 100X.

Elementos Químicos (%) Área

Mineral Fe SiO2 Al2O3 P TiO2 MnO2 MgO K2O Cl

1 goethita 60,37 0,42 1,82 0,359 ND ND ND ND ND 2 goethita 62,79 0,74 0,265 0,660 ND ND ND 1,31 ND 3 goethita 59,48 ND 1,17 0,648 ND ND 1,01 0,35 2,53 4 goethita 56,69 0,94 3,48 ND 1,34 ND ND 1,20 ND

170

Figura 5.45 - Fotomicrografia da amostra PG 562 apresentando goethita botrioidal alterada e

porosa. As áreas marcadas foram analisadas no MEV-microssonda. Aumento: 200X.



1 goethita 58,16 3,16 2,46 ND ND ND ND 3,71 ND 2 goethita 59,97 1,39 ND 0,546 1,49 ND ND 0,64 ND 3 hem-mrt 67,26 ND 0,72 0,450 0,20 ND 0,31 ND 1,02 4 goethita 58,93 ND ND 1,561 1,74 1,42 1,26 ND ND

171

A goethita encontra-se principalmente maciça podendo localmente estar

botrioidal. Normalmente ela apresenta microporosidade e pode estar mais, ou

menos alterada (variando de desde pouco alterada a de textura coalescente

em início de tornar-se terrosa). Esta goethita encontra-se em quantidades

variadas preenchendo espaços intergranulares (hematita-martita e magnetita).

A goethita totalmente terrosa encontra-se, principalmente, associada ao

quartzo.

As hematitas-martitas podem estar anédricas, subédricas ou euédricas. Elas

podem apresentar quantidades diferentes de magnetita relicta e/ou alteração a

goethita (G1 (36)). Localmente, pode-se observar magnetitas euédricas e

praticamente inalteradas. Quando as hematitas-martitas estão anédricas elas

apresentam-se aglomeradas de forma tal, que não é mais possível identificar

seus contornos. Foi ainda observado, embora que localmente, hematita-martita

relicta e esqueletal apresentando-se sob a forma de palhetas em meio à

goethita maciça (mais, ou menos porosa e mais, ou menos alterada). O grau de

porosidade varia de pouco a médio estando seu aumento vinculado à maior

martitização e à alteração a goethita G1.

O quartzo apresenta-se normalmente anédrico, anguloso e de tamanho

variando de dezenas a centenas de micrometros. Normalmente ele encontra-se

associado à goethita terrosa.

172

A Figura 5.46 apresenta uma fotomicrografia que ilustra uma região da seção

onde podem ser observadas hematitas-martitas anédricas apresentando

diferentes quantidades de magnetita relicta e/ou alteração à goethita G1. A

goethita botrioidal é encontrada preenchendo espaços intergrãos. Notar que

localmente observam-se magnetitas subédricas a anédricas.

A Figura 5.47 apresenta uma fotomicrografia onde enfoca-se a presença de

duas magnetitas euédricas em início de martitização. Também podem ser

observadas goethita botrioidal, hematitas-martitas anédricas (com diferentes

quantidades de magnetita relicta) e quartzo.

A Figura 5.48 apresenta uma fotomicrografia que mostra palhetas de hematita-

martita relicta e esqueletal em meio à goethita botrioidal e/ou maciça, porosa. O

quartzo também está presente.

A fração granulométrica >2,36mm é composta aproximadamente de 40% de

goethitas, 5% de goethita terrosa, 30% de hematitas-martitas, 10% de

magnetitas e 15% de quartzo.

Como já descrito anteriormente, a goethita apresenta-se principalmente maciça

com porções onde está botrioidal. A porosidade varia de média a relativamente

alta e o grau de alteração é variável. Esta goethita encontra-se associada às

hematitas-martitas e quando terrosa, ao quartzo. As hematitas-martitas e o

quartzo apresentam-se sob a forma já descrita anteriormente. Localmente foi

173

Figura 5.46 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando hematitas-martitas anédricas e

subédricas, magnetitas e goethita G1. Aumento: 200X

Figura 5.47 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando magnetitas euédricas,

hematitas-martitas, goethitas (G1 e botrioidal). Aumento: 500X.

174

Figura 5.48 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando palhetas de hematita-martita

relicta e esqueletal em meio a goethita botrioidal e/ou maciça, porosa. Aumento:

500X.

Figura 5.49 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando hematitas-martitas relictas em

meio a goethita maciça porosa. Aumento: 200X.

175

observado um material de coloração cinza, nitidamente translúcido, de forma

anédrica e aparência amorfa. Possivelmente trata-se de um quartzo de origem

secundária.

A Figura 5.49 apresenta uma fotomicrografia que mostra hematitas-martitas

relictas em meio a goethita maciça porosa e já um pouco alterada. Observa-se

também a presença de uma hematita-martita euédrica, praticamente sem

magnetita relicta, mas com alteração a goethita G1. O quartzo também está

presente.

A Figura 5.50 apresenta uma fotomicrografia que mostra goethita maciça

porosa, magnetitas euédricas alteradas tanto à hematita (martitização) como à

goethita G1 (notar a textura de treliça), hematitas-martitas anédricas

apresentando diferentes quantidades de magnetita relicta e/ou alteração à

goethita. Também observa-se o quartzo.



hematitas-martitas, 12% de magnetitas, 8% de hematita lamelar e 10% de

quartzo.

Praticamente não houve alteração da mineralogia desta fração com relação a

da anterior. A diferença está na presença de hematitas lamelares (especular),

176

Figura 5.50 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando goethita maciça porosa,

magnetitas euédricas pouco alteradas a hematita e/ou a goethita G1 e hematitas-

martitas anédricas. Aumento: 200X.

Figura 5.51 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando hematitas lamelares

orientadas, hematitas-martitas esqueletais, goethita maciça e botrioidal e

quarto. Aumento: 200X.

177

orientadas segundo o bandamento e com eixo maior de dimensão de dezenas

de micrometros.

A Figura 5.51 apresenta uma fotomicrografia que ilustra a presença de

hematitas lamelares orientadas segundo o bandamento e associadas à

goethita maciça e botrioidal, a martitas esqueletais e ao quartzo.

A Figura 5.52 apresenta uma fotomicrografia que foi tirada de uma mesma

região da foto da figura anterior e onde foi dado um maior aumento para que

fosse possível uma maior observação das hematitas-martitas esqueletais.

A Figura 5.53 apresenta uma fotomicrografia que mostra magnetitas euédricas

praticamente totalmente alterada a goethita G1 podendo conter, em menor

quantidade, tanto magnetita relicta quanto hematita-martita. Associados

encontram-se ainda goethita maciça (ou botrioidal) porosa e quartzo.

A fração granulométrica <1,18mm e > 0,60mm é composta de


hematitas-martitas, 8% de hematitas lamelares, 12% de magnetitas e 10% de

quartzo.


mesma desta fração. Assim, as fases mineralógicas presentes e suas

associações são praticamente as mesmas podendo alterar, porém, as

178

Figura 5.52 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando hematitas-martitas esqueletais.

Aumento: 500X.

Figura 5.53 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando magnetitas euédricas

praticamente totalmente alteradas a goethita (G1), goethita maciça porosa e

quartzo. Aumento: 100X.

179

quantidades em que elas se encontram. Nesta fração, como na anterior, foi

encontrado, localmente, o mesmo material cinza translúcido, anédrico e

aparentemente amorfo atribuído, anteriormente, como sendo um quartzo

secundário.

A Figura 5.54 apresenta uma fotomicrografia que mostra duas partículas

compostas por goethita botrioidal porosa.

A fração granulométrica <0,60 e >0,300 é composta de aproximadamente 47%

de goethitas, 10% de goethita terrosa, 15% de hematitas-martitas, 8% de

hematitas lamelares e 5% de quartzo.

Não houve modificações substanciais na mineralogia e em suas associações.

Desta forma, as descrições feitas para as frações anteriores se adequam a

esta fração. Uma ocorrência antes não observada foi a presença de hematitas-

martitas anédricas, de alta reflectividade e associadas de tal forma que geram

uma região onde não se consegue mais determinar com facilidade os

contornos entre elas (uma “massa” de hematitas-martitas). A porosidade nestas

hematitas-martitas é relativamente alta e tanto a magnetita relicta quanto a

goethita G1, estão presentes em pequena quantidade.

A fração granulométrica <0,300mm e >105mm é composta de


180

Figura 5.54 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando duas partículas de goethita

botrioidal porosa. Aumento: 100X.

Figura 5.55 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando hematitas-martitas subédricas

a anédricas porosas em meio a goethita terrosa. As áreas marcadas foram

analisadas no MEV-microssonda. Aumento: 200X.



1 hem-mrt 68,64 0,44 0,45 ND 0,30 ND ND ND ND 2 goethita 59,57 ND 1,53 ND ND ND ND ND 1,29 3 goethita 59,94 0,86 1,76 ND ND ND ND ND ND 4 goethita 60,37 0,31 1,56 ND 0,51 ND ND ND ND

181

hematitas-martitas, 10% de magnetitas, 5% de hematitas lamelares e 10% de

quartzo.



esta fração.

As frações granulométricas <0,105mm e >0,038mm e <0,038mm são

compostas de cerca de 30% de goethitas, 10% de goethita terrosa, 20% de

hematitas-martitas, 5% de hematitas lamelares, 5% de magnetitas e 30% de

quartzo.



estas frações.


por hematitas-martitas subédricas a anédricas, porosas, contendo magnetita

relicta, em meio a goethita terrosa. As áreas marcadas na foto foram

analisadas no MEV-microssonda. Notar que os teores, mais uma vez, variam

aleatoriamente e que a região da hematita-martita analisada é um pouco

impura. Notar também que nenhuma das áreas analisadas apresentou

quantidades detectáveis de P.

182

A Figura 5.56 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma região onde foi

enfocada uma grande hematita-martita anédrica (parte central da foto)

apresentando goethita G1. As áreas marcadas na foto foram analisadas no

MEV-microssonda. Notar que os teores, mais uma vez, variam de forma

aleatória, que a hematita-martita analisada é um pouco impura e que

novamente o P não foi detectado.

A Figura 5.57 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma região onde são

observadas as hematitas-martitas anédricas de alta reflectividade e associadas

de forma a gerarem uma região onde não se consegue mais determinar com

facilidade seus contornos (“massa” de hematitas-martitas). Este tipo de

hematitas-martitas foi encontrado e descrito na fração <0,60mm e >0,300mm.

A área marcada na foto foi analisada no MEV-microssonda. Notar que a região

da hematita-martita analisada mostrou também que elas são um pouco

impuras.

As descrições microscópicas das seções polidas de fragmentos de rocha e das

frações granulométricas de PG 475 é feita abaixo.

Microscopicamente, com base no fragmento A desta amostra, pode-se dizer

que a parte da rocha analisada é composta basicamente por goethita maciça,

goethita terrosa, hematita lamelar, hematita equiaxial, hematita-martita e

quartzo. Ela apresenta uma foliação incipiente marcada pela disposição das

hematitas lamelares em planos paralelos.

183

Figura 5.56 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando uma grande hematita-martita

anédrica apresentando goethita G1. As áreas marcadas foram analisadas no MEV-


Elementos Químicos (%) Área Mineral Fe SiO2 Al2O3 P TiO2 MnO2 MgO K2O Cl

1 hem-mrt 68,41 0,67 0,47 ND ND ND ND ND ND 2 goethita 61,40 ND ND ND 0,37 ND ND 0,47 ND 3 goethita 62,18 0,24 ND ND ND ND ND ND 0,53

Figura 5.57 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando hematitas-martitas anédricas.

A área marcada foi analisada no MEV-microssonda. Aumento: 100X.

Elementos Químicos (%) Área Mineral Fe SiO2 Al2O3 P TiO2 MnO2 MgO K2O Cl

1 hem-mrt 68,58 0,62 0,73 ND ND ND ND ND 1,08

184

A goethita apresenta-se maciça e é a principal constituinte, podendo

apresentar-se variavelmente porosa e alterada. A goethita terrosa, apesar de

menos frequente, pode localmente estar em grande concentração. Apenas em

determinados locais pôde-se encontrar goethita botrioidal porosa. A goethita

(de forma geral) encontra-se preenchendo espaços intergrãos.

A hematita (lamelar e hematita-martita) apresenta-se com diferentes graus de

porosidade (variando de pouco a muito porosa). A hematita-martita é menos

abundante que a lamelar, normalmente encontra-se associada a esta segunda

e tem tamanho que pode variar de dezenas a centenas de micrometros. Ela

pode apresentar magnetita relicta ou alteração à goethita G1 e/ou goethita

terrosa. Seu grau de porosidade é variável (desde pouco até muito porosa).

Localmente observam hematitas-martitas esqueletais. A hematita lamelar

possui eixo de maior alongamento com tamanho que pode variar de dezenas a

centenas de micrometros. A foliação determinada por elas apresenta-se

ondulada e descontínua. Elas podem estar associadas entre si e/ou com

hematitas-martitas formando grandes agregados (de porosidade mais

alta), ou podem estar disseminadas em meio à goethita maciça. Localmente

observa-se associada a esta hematita lamelar a hematita equiaxial.

O quartzo está presente em menor proporção do que os outros minerais. Ele

normalmente está associado a estes ou sob a forma de grãos subédricos ou

como uma “massa anédrica” formada por quartzo secundário (descrito

anteriormente para PG 965). Uma outra maneira em que pode se encontrar o

185

quartzo, embora mais rara, é sob a forma de pequeninos grãos inclusos na

hematita lamelar.

O fragmento de rocha B apresenta-se subdividido em duas regiões separadas

por um veio centimétrico aproximadamente central e contínuo. O veio central é

composto basicamente por goethita botrioidal pouco a não porosa e de cristais

(aciculares) com tamanho variando de dezenas a centenas de micrometros. O

contato deste veio com ambas as regiões é marcado pelo aumento brusco da

porosidade, que de pequena proporção no veio, passa a de grande proporção

em ambas as regiões. É marcado também, pela presença de quartzo subédrico

(embora em pequena proporção) e hematitas-martitas de variáveis graus de

porosidade e diferentes graus de alteração, em ambas as regiões. Uma das

regiões é composta predominantemente por goethita botrioidal variavelmente

porosa, mais fina, e, em menor proporção, por goethita terrosa e quartzo

subédrico a anédrico de dimensões variando de dezenas a centenas de

micrometros. Localmente pode-se observar goethita maciça porosa. A alta

porosidade desta região, confere à mesma o aparecimento de uma textura

semelhante a uma colméia, onde o que se observa é um aglomerado de poros

de tamanhos e formas variadas sendo contornados por goethita botrioidal. A

outra região é composta principalmente por goethita botrioidal bastante porosa

e em menor proporção, por hematitas-martitas euédricas a subédricas com

diferentes graus de alteração e porosidade, goethita terrosa e quartzo.

Magnetita pouco martitizada e pouco porosa é menos frequente.

186

A Figura 5.58 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma região formada

por hematitas lamelares secundárias orientadas e dispostas em planos

paralelos de forma a originarem uma foliação que apresenta-se dobrada. Esta

hematita está associada à goethita maciça alterada e porosa (um pouco

terrosa) e à hematita lamelar primária.

A Figura 5.59 apresenta uma fotomicrografia que ilustra a presença de

aglomerados formados pela associação de hematitas lamelares de porosidade

relativamente alta, com hematitas lamelares de diferentes gerações

disseminadas em meio à goethita relativamente terrosa, com hematitas-

martitas alteradas à goethita.


basicamente por quartzo secundário associado à goethita.


por hematitas-martitas microporosas, de aparência compacta, anédricas a

subédricas e não apresentando a textura de treliça. Em meio a estas

hematitas-martitas pode-se notar a presença de uma hematita-martita euédrica

bastante porosa e apresentando uma grande parte alterada a goethita terrosa.

Nesta hematita-martita observa-se a textura de treliça formada pelo

entrelaçamento de lamelas de hematita com lamelas de goethita G1.

187

Figura 5.58 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando hematitas lamelares secundárias

em meio a goethita maciça porosa. Aumento: 500X.

Figura 5.59 - Fotomicrografia da amostra PG 965 apresentando hematitas lamelares de

diferentes gerações em meio a goethita maciça porosa e hematitas-martitas

contendo goethita G1. Aumento: 500X.

188

Figura 5.60 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando quartzo secundário associado

à goethita. Aumento: 200X.

Figura 5.61 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando hematitas-martitas anédricas a

subédricas microporosas, hematita-martita alterada a goethita G1 e goethita

botrioidal porosa. Aumento: 200X.

189

Associada a estas hematitas-martitas encontra-se goethita botrioidal porosa

preenchendo espaços intergrãos.

A Figura 5.62 apresenta uma fotomicrografia que enfoca uma hematita-martita

relicta em meio a goethita botrioidal porosa. Da hematita-martita, resta apenas

a textura de treliça, sendo que as lamelas estão totalmente alteradas a goethita

terrosa. No restante da foto observa-se ainda a hematita-martita microporosa e

hematitas lamelares secundárias e disseminadas.

A Figura 5.63 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma feição

observada. Em meio a hematita equiaxial (e/ou lamelar) encontram-se duas

regiões preenchidas por goethita e que apresentam um contorno de coloração

cinza mais claro e nitidamente esverdeado. No restante da foto, pode-se

também observar a presença de quartzo secundário e de quartzo incluso na

hematita.

As duas Figuras a seguir, 5.64 e 5.65, apresentam fotomicrografias que foram

tiradas para mostrar um estrutura que aparentemente representa um padrão de

alteração da hematita-martita. Com base na Figura 5.64, pode-se notar que a

forma externa desta estrutura lembra a de uma hematita-martita e internamente

ela apresenta um material de textura terrosa e coloração cinza um pouco mais

claro que o material que o cerca (goethita), contendo pequenos grãos de

coloração cinza bem claro (hematita) e pequenos grãos de cor cinza mais

escuro (goethita). Baseado na Figura 5.65, nota-se que a região enfocada

190

Figura 5.62 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando hematita-martita relicta em

meio a goethita botrioidal porosa, hematita-martita microporosa e hematitas

lamelares secundárias. Aumento: 200X.

Figura 5.63 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando goethita maciça em meio a

hematita e quartzo. Aumento: 500X.

191

Figura 5.64 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando hematita-martitas, hematitas

lamelares secundárias, goethita ( maciça porosa e terrosa). Aumento: 200X.

Figura 5.65 - Fotomicrografia da amostra PG 475 na qual foi dado um maior aumento numa

região da Figura 5.64. Aumento: 500X.

192

é bastante porosa e pode-se perceber com maior nitidez, as diferentes

tonalidades de cinza. Aparentemente, as regiões preenchidas por goethita

terrosa (de coloração amarronzada) representam estruturas do tipo acima, em

um estágio mais avançado de alteração.

A Figura 5.66 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma hematita-martita

subédrica, porosa, contendo alguma magnetita relicta e alteração a goethita.

Este mineral encontra-se em meio a goethita botrioidal mediamente porosa. Na

parte inferior e aproximadamente central da foto pode ser observada a

presença de um quartzo subédrico.

As duas Figuras a seguir, 5.67 e 5.68, foram tiradas ambas em uma mesma

região porém, na primeira os nicóis estão descruzados e na segunda cruzados.

Elas ilustram a goethita botrioidal presente no veio central da seção polida do

fragmento B (descrito anteriormente).

A Figura 5.69 apresenta uma fotomicrografia que mostra hematitas-martitas

com diferentes graus de alteração em meio a goethita botrioidal muito porosa.

A fração granulométrica >2,36mm é composta aproximadamente de 30% de

goethita, 5% de goethita terrosa, 60% de hematita lamelar, menos de 1% de

hematita-martita e em torno de 5% de quartzo.

193

Figura 5.66 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando hematita-martita subédrica

contendo magnetita relicta e goethita G1 em meio a goethita botrioidal. Aumento:

200X.

194

Figura 5.67 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando goethita botrioidal. Aumento:

200X.

Figura 5.68 - Fotomicrografia da amostra PG 475 tirada na mesma posição da figura anterior,

porém com nicóis cruzados. Aumento: 200X.

195

Figura 5.69 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando hematitas-martitas subédricas

a euédricas em diferentes graus de alteração em meio a goethita botrioidal

porosa. Aumento: 200X.

196

A goethita apresenta-se principalmente maciça, mas pode também estar

botrioidal ou terrosa. A goethita apresenta porosidade variável e normalmente

está preenchendo espaços intergrãos. A hematita lamelar pode apresentar-se

ou sob a forma de grandes regiões formadas apenas por hematitas tão

intimamente associadas entre si que fica difícil individualizá-las, ou podem

estar em grande concentração mas apresentando goethita contornando-as

(intergranular), ou estar disseminada e de granulação bem fina (secundária).

Excetuando-se esta hematita secundária, a hematita lamelar tem dimensão

variando de dezenas a centenas de micrometros e, de forma geral, está

orientada em uma mesma direção preferencial. A hematita-martita é de

ocorrência mais rara, apresenta-se praticamente totalmente substituída pela

hematita, tem dimensão variando de dezenas a centenas de micrometros e

apresenta porosidade variando de média a alta. O quartzo ou está subédrico

ou, mais raramente, pode estar sob a forma da “massa anédrica” (secundário),

já descrito anteriormente. Ele pode estar associado a todas as outras fases

minerais aqui descritas.

A Figura 5.70 apresenta uma fotomicrografia que mostra hematitas lamelares

orientadas e goethita intergranular. Notar que a porosidade da partícula é

elevada.


aproximadamente 30% de goethita, 5% de goethita terrosa, 60% de hematita

lamelar, menos de 1% de hematita-martita e em torno de 5% de quartzo.

197

Figura 5.70 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando hematitas lamelares e goethita.

Aumento: 200X.

Figura 5.71 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando goethita botrioidal porosa

formando a textura do tipo colméia. Também, quartzo. Aumento: 100X.

198

A descrição mineralógica feita para a fração anterior pode ser utilizada para

descrever esta fração. Ou seja, não há modificações substanciais.

A Figura 5.71 apresenta uma fotomicrografia que ilustra a textura do tipo

colméia. A mineralogia é goethita botrioidal porosa e um cristal de quartzo

subédrico.

A fração mineralógica <1,18mm e >0,60mm é composta de aproximadamente

40% de goethita, 55% de hematita lamelar, menos de 1% de hematita-martita,

3% de goethita terrosa e 2% de quartzo.

Não houve modificações substanciais na mineralogia de forma que, as

descrições feitas para as frações anteriores pode ser adotada para esta fração.



lamelar, menos de 1% de hematita-martita e menos de1% de quartzo.

A mesma descrição mineralógica feita para as outras frações se adequa para a

descrição desta fração.




199

A mesma descrição mineralógica feita para as outras frações se adequa a esta,

com o ressalvo que nesta ele encontra-se, em sua maioria, totalmente

dissociado (liberado).

As frações granulométricas de <0,105mm a <0,038mm são compostas de



Basicamente não há modificações na mineralogia.

A Figura 5.72 apresenta uma fotomicrografia em preto e branco da mesma

região da fotomicrografia da Figura 5.63. Nela estão marcadas áreas que foram

analisadas no MEV-microssonda. A Figura 5.73 apresenta uma fotomicrografia

tirada no MEV, da mesma região da Figura 5.72. Na Figura 5.73, notar a

diferença de relevo entre as porções mais claras (hematita) e as mais escuras

(goethita). Notar também que a goethita tem hábito botrioidal e que o contorno

cinza mais claro observado na Figura 5.72 pode também ser notado nesta

figura, isto indicando que há uma diferença de relevo entre esta goethita cinza

mais claro e a goethita cinza mais escuro interior. Com base nos resultados

obtidos na microssonda pode-se notar que, mais uma vez, os teores

200

Figura 5.72 - Fotomicrografia da amostra PG 475 tirada da mesma região da Figura 5.63. As

áreas marcadas foram analisadas no MEV-microssonda. Aumento: 500X.


Área Mineral Fe SiO2 Al2O3 P TiO2 MnO2 MgO K2O Cl

1 goethita 60,02 1,07 ND ND ND ND ND ND 1,14 2 goethita 61,25 0,37 ND ND 0,40 ND 0,35 ND 0,62 3 hematita 69,23 ND 0,49 ND 0,40 ND ND ND ND 4 goethita 61,63 0,38 0,27 0,34 ND 0,52 ND ND ND 5 goethita 61,23 0,45 0,71 ND 0,44 ND ND ND 0,55 6 quartzo 11,37 21,05 17,61 ND ND 0,36 2,63 ND ND 7 quartzo 10,13 20,81 18,45 ND ND ND 2,86 0,73 0,85

Figura 5.73 - Fotomicrografia da amostra PG 475 tirada no MEV enfocando uma região da

Figura 5.72. Aumento: 2200X.

201

variam aleatoriamente, o P foi encontrado apenas em uma das áreas

analisadas e que o material antes descrito como quartzo secundário, trata-se

de um material composto principalmente de sílica, seguido de alumina e Fe e

contendo ainda outros elementos, tais como Mn, Mg, K e Cl, só que em menor

quantidade.

A Figura 5.74 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma região muito

alterada e porosa onde podem ser observadas hematitas-martitas totalmente

alteradas à goethita terrosa em meio à goethita terrosa. As áreas marcadas

foram analisadas no MEV-microssonda. Notar que os teores continuam

variando aleatoriamente e que na área analisada na goethita produto de

alteração da magnetita (área 4), não foi detectado o P.

A Figura 5.75 apresenta uma fotomicrografia tirada no MEV-microssonda que

mostra uma partícula composta de goethita botrioidal e hematitas lamelares. As

áreas marcadas foram analisadas na microssonda. Notar que as hematitas

apresentam-se impuras e que os teores variam aleatoriamente.

A Figura 5.76 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma partícula formada

por goethita maciça pouco porosa e hematita intergranular. As áreas marcadas

foram analisadas no MEV-microssonda. Notar que tanto a hematita quanto a

goethita apresentam as mesmas impurezas.

202

Figura 5.74 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando hematitas-martitas alteradas a

goethita em meio a goethita terrosa. As áreas marcadas foram analisadas no MEV-



Área Mineral Fe SiO2 Al2O3 P TiO2 MnO2 MgO K2O Cl 1 goethita 59,73 0,61 1,04 0,594 ND ND ND ND 0,58 2 goethita 54,86 0,30 5,45 0,347 ND ND ND ND ND 3 goethita 59,96 0,99 1,34 0,252 0,41 ND ND ND ND 4 goethita 61,11 1,01 0,91 ND ND ND ND ND ND

203

Figura 5.75 - Fotomicrografia da amostra PG 475 tirada no MEV apresentando goethita

botrioidal e hematitas lamelares. As áreas marcadas foram analisadas pela microssonda.

Aumento: 360X.


Área Mineral Fe SiO2 Al2O3 P TiO2 MnO2 MgO K2O Cl 1 goethita 59,20 1,53 0,66 0,391 ND 0,37 ND ND ND 2 goethita 57,54 1,38 2,85 0,565 ND ND ND ND 2,01 3 hematita 68,29 ND 0,53 ND ND ND ND ND 1.09 4 hematita 66,84 0,66 ND 0,529 ND ND ND ND 1,037

Figura 5.76 - Fotomicrografia da amostra PG 475 apresentando goethita maciça e hematita

intergranular. As áreas marcadas foram analisadas no MEV-microssonda. Aumento: 200X.


Área Mineral Fe SiO2 Al2O3 P TiO2 MnO2 MgO K2O Cl 1 hematita 67,91 1,01 0,91 ND ND ND ND ND ND 2 goethita 61,09 0,67 0,43 ND ND ND ND ND ND

204

As descrições microscópicas das seções polidas de fragmentos de rocha e das

frações granulométricas de PG 454 é feita abaixo.

Microscopicamente, com base no fragmento A desta amostra pode-se dizer

que a região da rocha analisada é composta basicamente por goethita

botrioidal típica, goethita terrosa e, em menor proporção, pelo quartzo. Há uma

certa alternância de níveis compostos basicamente por goethita botrioidal de

cristais grandes, pouco alterada e de porosidade baixa, com níveis onde a

goethita botrioidal está com cristais menores e um nível de alteração e

porosidade mais elevados, com níveis onde a goethita botrioidal está com

cristais bem pequenos e com nível de alteração alto e porosidade elevada, com

níveis onde o grau de alteração é tão elevado que a goethita está totalmente

terrosa. O quartzo está associado aos níveis mais porosos e ele apresenta-se

ou sob a forma de cristais que variam de subédricos a anédricos ou sob a

forma da “massa” anédrica já descrita anteriormente. Associado ao quartzo,

mas de ocorrência local, pode ser encontrado um mineral translúcido, de cor

cinza, hábito prismático e de cristais delgados, que aparentemente pode ser

uma mica. Cristais aciculares de goethita pseudomorfa de anfibólio podem ser

encontrados, mas apenas localmente e em pequena quantidade.

Com base no fragmento B desta amostra pode-se dizer que a parte da amostra

analisada é composta basicamente de goethita botrioidal e quartzo, e, em

menor proporção, hematita lamelar, hematita-martita, hematita de hábito

205

botrioidal 2 e magnetita. A porosidade da seção é, de maneira geral, alta. O

quartzo apresenta-se principalmente anédrico e mais raramente pode ser

encontrado sob a forma da “massa” anédrica (quartzo secundário). A hematita

botrioidal, em certos locais, apresenta-se tão intimamente intercrescida com a

goethita botrioidal que chega-se a conclusão que esta é produto de

desidratação direta da goethita.

A Figura 5.77 apresenta uma fotomicrografia que mostra a presença de

goethita maciça porosa, cristais prismáticos delgados de um mineral que

aparentemente é o quartzo, porções preenchidas por material amorfo,

translúcido, de coloração cinza e que aparentemente representa um quartzo

secundário.

A Figura 5.78 apresenta uma fotomicrografia com nicóis cruzados que mostra

duas estruturas semelhantes a franjas formadas por goethita botrioidal em meio

a goethita maciça porosa e quartzo.

A Figura 5.79 apresenta uma fotomicrografia que mostra goethita botrioidal

típica. Já a Figura 5.80 apresenta uma Fotomicrografia que mostra uma porção

formada por goethita botrioidal em contato com hematita botrioidal. Notar a

interação de uma com a outra, sugerindo a desidratação da goethita a

hematita.

2Inicialmente ficou-se na dúvida se esta hematita botrioidal não se tratava na realidade de uma goethita mais reflectiva.

Preparou-se uma amostra desta hematita e levou-a à análise no difratômetro de raios-X dando um resultado positivo

para hematita. O respectivo difratograma pode ser encontrado nos anexos.

206

Figura 5.77 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando goethita maciça porosa e

quartzo secundário. Aumento: 200X.

Figura 5.78 - Fotomicrografia (nicóis cruzados) da amostra PG 454 apresentando goethita

botrioidal em meio a goethita maciça porosa e quartzo. Aumento: 200X.

207

Figura 5.79 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando goethita botrioidal típica.

Aumento: 200X.

Figura 5.80 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando goethita botrioidal e hematita

botrioidal. Aumento: 200X.

0 100µm 200µm0 100µm 200µm

208

A Figura 5.81 mostra uma fotomicrografia que mostra outra porção formada por

goethita e hematita ambas botrioidais. Notar que em meio a hematita botrioidal,

pode-se observar a presença de uma hematita-martita porosa e alterada a

goethita G1. Notar que a hematita botrioidal é um pouco menos reflectiva que a

hematita-martita, mas é mais que a goethita G1.

A fração granulométrica >2,36mm é composta basicamente de

aproximadamente 74% de goethita, 20% de quartzo, 5% de hematita lamelar e

1% de hematita-martita-magnetita.

A goethita apresenta-se com hábito botrioidal, o grau de porosidade variando

de baixo a alto, grau de alteração também variando desde bem preservada até

praticamente já quase terrosa. A hematita lamelar apresenta-se de tamanho

variando desde dezenas a centenas de micrometros como também pode estar

bem fina e ser de geração secundária. O quartzo apresenta-se sob a forma de

grãos anédricos e angulosos. Os minerais estão associados entre si em

diferentes proporções.


por goethita botrioidal em diferentes graus de alteração e porosidade.

209

Figura 5.81 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando hematita botrioidal, goethita

botrioidal e hematita-martita. Aumento: 200X.

Figura 5.82 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando goethita botrioidal porosa.

Aumento: 50X.

210


aproximadamente de 56% de goethita botrioidal, 20% de quartzo, 10% de

hematita lamelar, 10% de hematita botrioidal, 1% de hematita-martita-magnetita

e 3% de goethita terrosa.

Basicamente não houve modificações na mineralogia e em suas associações

da fração anterior para esta fração. Assim, pode-se basear na descrição feita

anteriormente.

A Figura 5.83 apresenta uma fotomicrografia que mostra a presença de quartzo

secundário em meio a goethita botrioidal porosa.


por goethita botrioidal bastante alterada. A Figura 5.85 apresenta uma

fotomicrografia tirada da mesma partícula anterior, na mesma posição, mas

com nicóis cruzados.

A fração <1,18mm e >0,60mm é composta de aproximadamente 55% de

goethita, 10% de quartzo, 20% de hematita lamelar, 10% de hematita

botrioidal,4% de goethita terrosa e 1% de hematita-martita-magnetita.

Praticamente não houve modificações substanciais na mineralogia e suas

associações.

211

Figura 5.83 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando quartzo secundário em meio a

goethita botrioidal porosa. Aumento: 50X.

212

Figura 5.84 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando goethita botrioidal bem

alterada. Aumento: 500X.

Figura 5.85 - Fotomicrografia da amostra PG 454 tirada na mesma posição da figura anterior,

porém com nicóis cruzados. Aumento: 500X.

213

A fração <0,60mm e >0,30mm é composta de aproximadamente de 63% de

goethita, 7% de quartzo, 20% de hematita lamelar, 5% de hematita botrioidal e

5% de goethita terrosa.

Como nas frações anteriores, não há grandes variações na mineralogia e em

suas associações.

A fração <0,30mm e >0,105mm é composta de aproximadamente de 68% de

goethita, 11% de quartzo, 10% de hematita lamelar, 5% de hematita botrioidal,

5% de goethita terrosa e 1% de hematita-martita-magnetita.

A mineralogia não sofre alterações substanciais (como nas outras frações),

mas nota-se que o quartzo está mais liberado que nas outras frações

(praticamente totalmente liberado), a goethita predominante é a maciça e a

hematita lamelar determina uma foliação.

A fração <105mm e >0,038mm é composta de aproximadamente 55% de

goethita, 19% de quartzo, 17% de hematita lamelar e botrioidal, 1% de

hematita-martita-magnetita e 8% de goethita terrosa.

A mineralogia é bem semelhante à das outras frações, nota-se que a maioria

das partículas é monominerálica. Nesta fração, devido ao grau de cominuição,

fica difícil diferenciar-se a hematita lamelar da botrioidal, mas ainda são

percebidos aglomerados de hematita lamelar.

214

A fração <0,038mm é composta de aproximadamente 46% de goethita, 46% de

hematita, 5% de quartzo e 3% de goethita terrosa.

Devido à cominuição toda a informação a respeito da microestrutura visível até

o tamanho >0,038mm, foi perdida ficando, portanto, detectável basicamente as

fases minerais presentes, que praticamente são as mesmas já discutidas

anteriormente.

A Figura 5.86 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma partícula

composta de goethita botrioidal porosa de diferentes cores (reflectividade) e

associada a esta, hematita lamelar e quartzo secundário. As áreas marcadas

foram analisadas no MEV-microssonda. Mais uma vez o que pode-se observar

é que a variação da porcentagens dos elementos analisados nas goethitas,

continua aleatória. Assim, a diferença de coloração (reflectividade) das

goethitas não tem relação direta com a composição destas. A Área 10 parece

representar um buraco onde o antigo material foi arrancado e o que analisou-se

foi, na realidade, foi uma mistura de goethita mais o material utilizado para dar

o polimento (pasta de alumina). O material descrito como quartzo, na realidade

representa, para a Área 2, realmente um quartzo com pouco conteúdo em

ferro. Já para a Área 4, representa um mineral secundário rico em sílica,

seguido da alumina e do ferro, e, com algum conteúdo em Mg e K. A hematita

da Área 3, é na realidade um mineral secundário, rico em sílica seguido do

ferro e ainda contendo algum conteúdo em K. Deve tratar de algum

215

Figura 5.86 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando goethita botrioidal porosa

(diferentes tons de cinza), hematita lamelar e quartzo. As áreas marcadas foram

analisadas no MEV-microssonda. Aumento: 200X.


Área


1 goethita 60,13 0,31 1,07 0,980 ND ND ND ND 1,12 2 quartzo 1,17 46,28 ND ND ND ND ND ND ND 3 hematita 19,53 33,56 ND ND ND ND ND 0,56 ND 4 quartzo 10,90 22,44 15,89 ND ND ND 3,40 1,14 ND 5 goethita 50,18 4,30 3,90 0,560 ND ND 1,41 ND 0,62 6 hematita 69,79 ND ND ND ND ND ND ND 0,52 7 goethita 57,69 0,54 1,62 0,910 0,46 ND ND ND 1,21 8 goethita 60,63 0,34 1,06 0,600 ND ND ND ND 0,69 9 goethita 60,57 ND 0,82 0,810 0,37 ND 0,41 ND ND 10 goethita 42,33 ND 16,38 ND 0,56 ND ND ND ND 11 goethita 58,70 ND 1,89 0,580 0,46 ND ND ND 0,56 12 goethita 59,57 0,82 0,31 0,254 0,44 ND ND 0,49 1,02 13 goethita 60,03 0,49 0,42 0,820 0,43 ND ND ND ND 14 goethita 58,24 0,35 1,54 0,834 ND ND ND ND 0,76

216

silicato de ferro. A hematita da Área 6, trata-se realmente de uma hematita

quase pura (contendo pouco conteúdo em Cl).

A Figura 5.87 apresenta uma fotomicrografia da região onde se encontram as

Áreas 10, 11, 12, 13 e 14 da figura anterior, mas com aumento maior, para se

dar um maior realce às áreas mencionadas.


composta de goethita botrioidal porosa, hematitas-martitas porosas e

totalmente alteradas a goethita G1, uma hematita-martita bem porosa e pouco

alterada a goethita G1 e porções mais claras (hematita) e mais reflectivas. As

áreas marcadas foram analisadas no MEV-microssonda. A goethita da Área 1 é

mais impura do que o material mais claro (reflectivo), embora este segundo

seja também um pouco impuro, mas ainda assim deve realmente representar

hematita secundária, já que as hematitas-martitas invariavelmente se

apresentaram impuras.


de goethita maciça porosa e associado a ela minerais lamelares translúcidos

previamente descritos como sendo possivelmente mica, e, ainda porções

maisclaras (mais reflectivas) que podem ser hematitas e uma porção composta

por quartzo secundário (amorfo). As Áreas marcadas foram analisadas no

MEV-microssonda. A Área 1 analisada mostrou a presença de um silicato de

217

Figura 5.87 - Fotomicrografia da amostra PG 454 onde enfocando as Áreas de 10 a 14 da

Figura 5.86. Aumento: 500X.

Figura 5.88 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando goethita botrioidal porosa e

hematitas-martitas alteradas a goethita G1. As áreas marcadas foram analisadas

no MEV-microssonda. Aumento: 200X.


Área


1 goethita 57,47 1,75 1,41 0,406 ND ND ND ND 1,11 2 hem-mrt 65,26 1,66 0,86 ND ND ND ND 0,42 0,54 3 hem-mrt 65,40 1,38 1,24 ND ND ND ND 0,57 1,35 4 hem-mrt 67,53 0,78 ND ND ND 0,37 ND ND 0,59 5 hem-mrt 68,46 0,53 1,23 ND ND ND ND ND ND 6 hem-mrt 62,26 0,34 ND ND ND ND ND 0,53 ND

218

Figura 5.89 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando goethita maciça porosa,

minerais lamelares translúcidos (mica), quartzo secundário e ilmenita. As áreas

marcadas foram analisadas no MEV-microssonda. Aumento: 200X.



1 quartzo 8,65 23,59 17,07 0,355 0,34 ND 3.06 ND ND 2 mica 15,23 19,94 7,62 ND ND ND 0,98 14,59 ND 3 hematita 20,15 1,28 0,61 ND 39,64 ND ND 0,46 ND

4A hematita 53,11 3,06 1,95 ND 6,55 0,92 0,52 ND 1,47 4B hematita 3,28 0,24 ND ND 56,78 ND ND ND ND G1 goethita 58,35 2,90 0,54 ND ND ND ND 0,57 ND G2 goethita 58,10 2,69 ND ND 0,33 ND ND ND 0,70 G3 goethita 58,86 1,99 1,17 ND ND ND 0,37 ND 0,58 5 mica 9,34 21,77 12,36 ND 0,33 ND ND ND 0,70

219

alumínio e ferro e ainda contendo certa quantidade de P, Ti e Mg. Pode

representar um quartzo bem impuro e, desta forma, secundário. As Áreas mais

claras, atribuídas como sendo hematita, mostram a presença de fases

intermediárias da solução sólida hematita-ilmenita. A goethita (áreas G1, G2 e

G3) continua mostrando uma variação aleatória no conteúdo em impurezas. As

Áreas 2 e 5, atribuídas como sendo mica, apresentou um silicato de ferro

potássio e alumínio, para a primeira, e um silicato de alumínio e ferro, para a

segunda. Ambas apresentam conteúdo em outros elementos (Mg para a

primeira e Ti e Cl para a segunda).

A Figura 5.90 apresenta uma fotomicrografia que mostra goethita maciça

alterada e de diferentes tonalidades, associada à hematita lamelar e quartzo.

Algumas regiões mais claras parecem representar, na realidade, hematitas-

martitas totalmente alteradas a goethita G1. As áreas marcadas foram

analisadas no MEV-microssonda. Mais uma vez, pode-se notar que, para a

goethita, os teores variam aleatoriamente, mas que na primeira área, onde a

goethita está praticamente terrosa, esta apresenta-se um pouco mais impura

que nas outras áreas. As hematitas também apresentam-se impuras,

principalmente a da Área 5, que é menor e, indiscutivelmente, secundária.

A Figura 5.91 apresenta uma fotomicrografia tirada no MEV, de uma goethita

botrioidal típica. As áreas marcadas foram analisadas na microssonda. Como já

observado, os teores variam aleatoriamente, estando a segunda, um pouco

mais impura.

220

Figura 5.90 - Fotomicrografia da amostra PG 454 apresentando goethita maciça (diferentes

tons de cinza), hematita lamelar e quartzo. As áreas marcadas foram analisadas

no MEV-microssonda. Aumento: 500X.



1 goethita 56,28 1,58 1,86 0,856 ND 0,62 1,09 ND 1,26 2 goethita 58,64 1,50 2,35 ND ND ND 0,96 1,77 4,80 3 goethita 59,73 1,95 1,65 ND ND ND ND 1,58 0,69 4 goethita 61,50 ND 0,63 1,95 ND 0,75 ND 0,42 ND 5 hematita 66,73 1,17 1,39 0,580 ND ND ND ND 1,05 6 hematita 69,46 ND 0,56 ND ND ND ND ND 0,62

221


botrioidal típica. As áreas marcadas foram analisadas na microssonda.

Aumento: 330X.



1 goethita 61,42 0,94 ND ND ND ND ND ND 0,91 2 goethita 60,17 0,69 0,81 0,272 ND ND ND ND ND

222

A Figura 5.92 apresenta uma fotomicrografia tirada no MEV, de uma região

formada de goethita botrioidal intimamente associada a hematita botrioidal.

Notar que há diferença de cor mesmo no MEV (ou seja, a hematita tem cor

mais clara, o que implica em um relevo mais alto). De maneira geral, a variação

dos teores é aleatória. A hematita botrioidal é tão impura quanto as demais até

aqui observadas.

A Figura 5.93 apresenta uma fotomicrografia tirada no MEV, que apresenta

uma goethita maciça e quartzo. As áreas marcadas foram analisadas na

microssonda. A variação dos teores continua aleatória e pode-se observar que

o fato de a goethita estar maciça, não influi na pureza desta.

As descrições microscópicas das seções polidas das frações granulométricas

é feita abaixo.

A fração granulométrica >0,60mm é composta de aproximadamente de 70% de

goethitas (inclusive a terrosa), 5% de quartzo e 25% de hematita.

No geral, o estado de alteração dos minerais, excetuando-se o quartzo, é muito

grande. Desta forma, a goethita apresenta-se, principalmente, terrosa e quando

menos alterada, apresenta-se como porções residuais de goethita botrioidal ou

maciça em meio a material terroso. A goethita está, normalmente, preenchendo

espaços intergranulares. A hematita ou está sob a forma lamelar

223


botrioidal e hematita botrioidal. As áreas marcadas foram analisadas na




1 goethita 58,77 1,54 1,91 ND ND ND ND ND ND 2 hematita 66,45 1,53 0,55 ND ND ND ND ND 0,57 3 hematita 67,80 1,58 0,49 ND ND ND ND ND ND

224

Figura 5.93 - Fotomicrografia da amostra PG 454 tirada no MEV apresentando goethita maciça

e quartzo. As áreas marcadas foram analísadas na microssonda. Aumento:

180X.



1 goethita 56,99 1,94 1,72 0,387 ND ND 0,38 ND 0,57 2 goethita 56,63 0,83 3,55 0,720 0,38 ND ND Nd ND 3 goethita 56,37 1,64 2,99 0,506 0,30 ND ND ND ND 4 goethita 59,47 0,95 1,19 0,437 0,37 ND ND ND 0,55

225

ou como hematitas-martitas porosas e totalmente martitizadas podendo ou não,

apresentar alteração a goethita G1 (mais, ou menos alterada). A hematita

lamelar apresenta-se em diferentes tamanhos, podem estar disseminadas ou

associadas entre si e determinando uma foliação. As hematitas-martitas estão

ou subédricas ou anédricas e intimamente associadas entre si de forma que

formam a “massa” já descrita anteriormente. O quartzo está principalmente sob

a forma de grãos angulosos e liberados.


composta basicamente por goethita em diferentes estágios de alteração

associada a um nível rico em hematitas-martitas porosas e também alteradas

em diferentes estágios.


composta principalmente de goethita terrosa e contendo um veio central

composto de hematita-martita porosa e hematita botrioidal. Algumas porções

deste veio estão alteradas a goethita terrosa.

A Figura 5.96 apresenta uma fotomicrografia que mostra a associação de

goethita terrosa e hematitas lamelares orientadas.

A fração <0,60mm e >0,30mm é composta de aproximadamente 30% de

goethita, 50% de goethita terrosa, 18% de hematita e 2% de quartzo.

226

Figura 5.94 - Fotomicrografia da amostra Limonita Mud apresentando goethita em diferentes

estágios de alteração e hematitas-martitas alteradas. Aumento: 200X.

Figura 5.95 - Fotomicrografia da amostra Limonita Mud apresentando goethita terrosa e

hematita (-martita, botrioidal). Aumento: 200X.

227

Figura 5.96 - Fotomicrografia da amostra Limonita Mud apresentando goethita terrosa e

hematitas lamelares orientadas. Aumento: 200X.

Figura 5.97 - Fotomicrografia da amostra Limonita Mud apresentando hematitas lamelares,

hematitas-martitas (porosas, com ou sem magnetita relicta), goethita terrosa.

Aumento: 500X.

228

A mineralogia e suas associações não variou muito e, desta forma, a descrição

feita para a fração anterior é válida para esta. Nesta fração foram observadas

hematitas-martitas com magnetita relicta.

A Figura 5.97 apresenta uma fotomicrografia que mostra partículas típicas

desta fração. Pode-se observar hematitas lamelares associadas a hematita-

martita com magnetita relicta, goethita terrosa e porosa e hematita-martita

subédrica porosa e totalmente martitizada associada a goethita terrosa.

As frações de <0,30mm a >0,038mm são compostas de aproximadamente 30%

de goethita, 50% de goethita terrosa, 15% de hematita e 5% de quartzo.

A mineralogia e suas associações não sofrem modificações substanciais.

A fração <0,038mm é composta de aproximadamente 25% de goethita, 59% de

goethita terrosa, 15% de hematita e 1% de quartzo.

Mais uma vez, não houve modificações substanciais na mineralogia e em suas

associações. O material está tão fino que agrupa-se sob a forma de

aglomerados.

Macroscopicamente a amostra Limonita Ocre apresenta-se como um material

muito desagregado (solo), de granulação fina e de cor ocre amarelada.

229

As descrições microscópicas das seções polidas das frações granulométricas é

feita abaixo.

A fração >0,60mm é composta de aproximadamente 20% de goethita, 60% de

goethita terrosa, 15% de hematita e 5% de quartzo.

A goethita está principalmente terrosa e quando não, apresenta-se como

porções residuais de goethita botrioidal ou maciça em meio ao material terroso.

A goethita está normalmente preenchendo espaços intergranulares. A hematita

ou está sob a forma lamelar (menos abundante) ou como hematitas-martitas

porosas e totalmente martitizadas podendo ou não, apresentar alteração a

goethita G1 (mais, ou menos alterada). Hematitas-martitas esqueletais não são

raras. O quartzo está anguloso e liberado. A caulinita foi observada apenas

pontualmente.

A Figura 5.98 apresenta uma fotomicrografia que mostra goethita bastante

alterada (terrosa) e hematita-martita pouco porosa. Notar que aparentemente

esta goethita é produto de alteração de hematitas-martitas, uma vez que pode-

se reconhecer porções alteradas cuja forma externa assemelha-se à de uma

hematita-martita.

A Figura 5.99 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma partícula que

apresenta a textura do tipo colméia. No interior dos grãos encontra-se goethita

terrosa, e fazendo seu contorno, uma goethita menos alterada e mais

230

Figura 5.98 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre apresentando goethita bem alterada

(terrosa) e hematita-martita pouco porosa. Aumento: 200X.

231

Figura 5.99 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre apresentando uma partícula que

apresenta a textura do tipo colméia. Aumento: 100X.

Figura 5.100 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre tirada na mesma posição da figura

anterior, porém com nicóis cruzados. Aumento: 100X.

232

resistente. Notar que as formas externas dos grãos mais uma vez

assemelham-se a antigas hematitas-martitas. A Figura 5.100 apresenta uma

fotomicrografia tirada na mesma posição da anterior, porém com nicóis

cruzados. Esta foto foi tirada com o intuito de mostrar-se a coloração

amarelada normalmente apresentada pela goethita terrosa (“limonita”), quando

com nicóis cruzados.

A Figura 5.101 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma região

composta de goethita terrosa (que em sua maioria foi removida ao dar-se o

polimento à seção) contornada por uma goethita botrioidal fina, pouco alterada

e mais resistente. A Figura 5.102 apresenta uma fotomicrografia tirada na

mesma posição da anterior, porém com nicóis semi-cruzados. Esta foto foi

tirada para realçar-se o hábito botrióide da goethita.

A Figura 5.103 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma área composta

principalmente de goethita terrosa, duas porções de caulinita e, em bem menor

quantidade, hematita (-martita e lamelar). A Figura 5.104 apresenta uma

fotomicrografia tirada na mesma posição da anterior, porém com nicóis semi-

cruzados. Esta foto foi tirada para mostrar-se a textura de treliça da hematita-

martita e, novamente, mostrar a coloração amarelada característica da goethita

terrosa e também a coloração leitosa da caulinita.

233

Figura 5.101 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre apresentando goethita terrosa e

goethita botrioidal. Aumento: 200X.


anterior, porém com nicóis semi-cruzados. Aumento: 200X.

234

Figura 5.103 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre apresentando goethita terrosa,

caulinita e hematitas (-martita e lamelar). Aumento: 100X.


anterior, porém com nicóis cruzados. Aumento: 100X.

235

A Figura 5.105 apresenta uma fotomicrografia que mostra uma bela goethita

botrioidal. A Figura 5.106 apresenta uma fotomicrografia tirada na mesma

posição da anterior, porém com nicóis semi-cruzados.

As frações de <0,60mm a <0,038mm são compostas de aproximadamente 60%

de goethita terrosa, 20% de goethita, 15% de hematita e 5% de quartzo.

A mineralogia e suas associações não sofrem modificações significantes.

Nestas frações são observadas as estruturas do tipo de colméia.

A Figura 5.107 apresenta uma fotomicrografia tirada no MEV que mostra uma

hematita-martita em meio a goethita terrosa. As áreas marcadas foram

analisadas na microssonda. A goethita terrosa mostrou-se impura e com

variação aleatória dos teores. Sistematicamente a alumina apresentou-se mais

alta que a sílica em todas as análises. Notar que o P não necessariamente está

presente em todas as áreas analisadas da goethita terrosa.

5.5 Resultados das Amostras Comparativas

A Tabela V.10 traz listados os resultados das análises químicas e da

mineralogia associada, de cada amostra comparativa. Os difratogramas de

236

Figura 5.105 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre apresentando uma uma bela goethita

botrioidal. Aumento: 200X.


anterior, porém com nicóis semi-cruzados. Aumento: 200X.

237

Figura 5.107 - Fotomicrografia da amostra Limonita Ocre tirada no MEV apresentando uma

hematita-martita em meio a goethita terrosa. As áreas marcadas foram

analisadas na microssonda. Aumento: 1100X.



1 goethita 55,59 1,21 3,72 0,558 ND 0,44 ND ND ND 2 goethita 55,69 1,07 3,51 ND 0,49 0,81 0,62 ND 0,65 3 goethita 58,19 0,87 2,57 0,736 ND ND ND ND ND 4 goethita 52,72 1,12 4,31 1,057 ND 0,48 0,43 0,97 ND 5 hem-mrt 66,22 0,26 1,53 ND ND ND ND 1,06 ND

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239

raios-X e espectros infravermelhos de cada amostra podem ser encontrados

nos anexos.

Com base na Tabela V.10, pode-se notar que as amostras de pirita

goethitizada (Pr Gth1 e Pr Gth2) e as de material ocre (Ocre BH e Ocre StB),

não apresentam diferenças substanciais das amostras Limonita Ocre e

Limonita Mud. Apenas a amostra Ocre StB apresenta uma porcentagem de Fe

um pouco mais elevada e uma PPC um pouco mais baixa. Isto pode ser

explicado pelo conteúdo em magnetita, que está relativamente alto. Apesar da

DRX não ter indicado este conteúdo mais elevado, visualmente e com o auxílio

de um ímã de mão pôde-se perceber, nitidamente, que a magnetita estava

presente em razoável proporção. As amostras de goethita botrioidal (Gth Btr) e

de canga (Cg) também apresentaram resultados dentro do esperado.

Quanto à análise dos difratogramas, estes mostraram que o grau de

cristalinidade das fases mineralógicas presentes é alto e que não há presença

significativa de nenhuma fase amorfa ou de baixa cristalinidade (como já

discutido anteriormente).

As análises dos espectros infravermelhos mostraram que as amostras

comparativas de piritas goethitizadas e de materiais ocre continuam não

apresentando água de cristalização. Como para as amostras Limonita Ocre e

Limonita Mud, o pequeno conteúdo em água está relacionado àquela adsorvida

240

às partículas muito pequenas da goethita presente. As amostras Gth Bt e Cg

também não apresentam água de cristalização.

241

6. CONCLUSÕES

1) De maneira geral, a distribuição granulométrica das amostras de goethita

(G1 e G2) é semelhante. O mesmo ocorre com as amostras de material

limonítico.

2) As amostras de material limonítico são compostas de materiais muito finos,

já que mais de 30% destes possuem tamanho na faixa dos ultrafinos a

colóides (entre 10-0,23µm).

3) A goethita, a hematita e o quartzo estão presentes em todas as amostras. A

goethita sempre ou é a fase mais abundante ou está presente em média

proporção. A hematita e o quartzo ora estão presentes como a fase

dominante, ora como em quantidade média, ora como em baixa proporção.

4) A caulinita foi caracterizada apenas nas frações mais finas da amostra

Limonita Mud, mesmo assim, está em baixa concentração. A magnetita só

foi encontrada nas frações de <0,038mm a >0,008mm da amostra Limonita

Ocre, e mesmo assim, em baixa concentração.

5) Parte da SiO2 analisada bem como o P, Al2O3, MnO2 e Ti estariam alojados

dentro da estrutura cristalográfica da goethita.

242

6) Há um tipo de goethita, presente principalmente nas amostras de material

limonítico, que apresenta um grau de hidroxilação maior do que o das

gothitas típicas.

7) A difração de raios-X comprovou que a fase goethita de todas as amostras

apresenta um elevado grau de cristalinidade. Além disto, não se detectou

presença significativa de fases amorfas em nenhuma das amostras

estudadas.

8) Os resultados da EIV são consistentes com os da DRX.

9) A espectroscopia no infravermelho veio a confirmar que a goethita apresenta

OH- em sua rede cristalina, mas não água. Para a amostra de material

limonítico, a EIV revelou que, além das hidroxilas, a água também está

presente, mas em muito pouca quantidade.

10) Na realidade, estes vestígios de água consistiriam, principalmente, de

umidade residual, ou mesmo de reidratação incipiente, após a secagem que

precedeu à realização das análises. Desta forma, o ligante essencial é a

hidroxila e a fórmula clássica da limonita, FeOOH.nH2O, bem como sua

definição clássica, não se aplicam a estes materiais. O que na realidade se

observa é uma goethita quimicamente impura, com consistência e finura

terrosas, e possuindo um grau de hidroxilação mais elevado.

243

11) Sendo a fórmula aproximada desta “limonita” (goethita terrosa), FeOOH, e

sendo a PPC mais elevada que daquelas amsotras de goethita (G1 e G2),

torna-se necessária uma explicação, para a maior quantidade de hidroxilas

presentes nas amostras de materiais limoníticos, e também para manter-se

a condição cristaloquímica de eletroneutralidade. Assim, propõem-se as

seguintes hipóteses: i) haver o alojamento de cátions de valência maior que

3+ (como Si, P e Ti) dentro da estrutura desta goethita; ii) haver uma

substituição concomitante de um O-2 por dois OH- na estrutura cristalina

desta goethita.

12) A mineralogia das amostras de goethita não varia muito e esta é goethita

(botrioidal, maciça e terrosa), hematita-martita, hematita lamelar, hematita

equiaxial, magnetita e quartzo.

13) A mineralogia das amostras de limonita também não varia muito e esta é

goethita (principalmente terrosa, seguida de botrioidal e maciça), hematita-

martita, hematita lamelar, pouca magnetita, quartzo (primário e secundário) e

pouca caulinita.

14) As análises feitas no MEV-microssonda mostraram que as goethitas,

indenpendente de sua textura e seu grau de cristalinidade, apresentam os

teores dos diversos elementos analisados (Fe, Al, Si, P, Mg, Mn, Ti, K e Cl)

variando aleatoriamente. O Cl é a impureza que foi observada com maior

frequência nas áreas analisadas.

244

15) As hematitas, tanto as martitas quanto as lamelares, apresentam-se

impuras. Ou seja, apresentam quantidades de alguns dos elementos

analisados, que não o Fe. Nas áreas analisadas nas hematitas, as

impurezas observadas foram Si, Al, Mn, K, Ti, Cl e P. Novamente, o Cl é a

impureza que foi observadas com maior frequência.

16) O quartzo, quando secundário, é composto principalmente de sílica,

seguido da alumina e do Fe. Os outros elementos analisados podem estar

presentes em menores proporções.

17) Foram ainda encontradas fases mineralógicas intermediárias da solução

sólida hematita-ilmenita e minerais prismáticos bem finos, cuja composição

apresentou-se bem semelhante a do quartzo secundário (ou seja,

principalmente sílica, seguida de alumínio e do Fe), atribuídos como

possivelmente representando micas pseudomorfisadas.

18) Quanto às amostras comparativas, suas composições químicas e

mineralógicas não apresentaram diferenças substanciais daquelas das

amostras enfocadas neste trabalho. A análise de seus difratogramas,

mostrou que o grau de cristalinidade das fases mineralógicas presentes é

alto e que não há presença significativa de nenhuma fase amorfa ou de

baixa cristalinidade (como já discutido anteriormente). Os espectros

infravermelhos mostraram que as amostras comparativas de piritas

245

goethitizadas e de materiais ocre também não apresentam água de

cristalização. Como para as amostras Limonita Ocre e Limonita Mud, o

pequeno conteúdo em água está relacionado àquela adsorvida às partículas

muito pequenas da goethita presente. As amostras Gth Btr e Cg também

não apresentam água de cristalização.

19) Das técnicas empregadas neste trabalho, a análise no MEV-microssonda

não se revelou muito esclarecedora uma vez que ela se mostrou a menos

conclusiva. As demais técnicas foram adequadas para se realizar o proposto

neste trabalho e alcançar resultados satisfatórios.

20) Uma vez que não se determinou limonitas srtictum sensu, deve-se guardar

este nome como um termo de campo.

246

7. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUTROS

Sugere-se uma maior investigação no tipo de goethita que apresenta um grau

de hidroxilação maior que o das goethitas típicas, para que se possa definir sua

fórmula química real.

É importante investigar-se mais profundamente a hidroxila presente dentro das

goethitas, visando determinar-se em que temperatura estas deixam a estrutura

cristalina e qual o tempo necessário para esta saída.

Uma caracterização tecnólógica destes materiais é importante para um melhor

conhecimento do comportamento dos mesmos.

247

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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255

ANEXOS

256

ANEXO 1

Espectros padrões do quartzo, limonita, caulinita,hematita

especular, nujol e fluorolube.

258

l

259

ANEXO 2

Difratograma de raios-X de amostra de hematita botrioidal.

261

ANEXO 3

Difratogramas de raios-X e espectros infravermelhos das

amostras comparativas.

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