O depósito laterítico de Nb (ETR, Ti) Morro dos Seis Lagos (MSL) é derivado de siderita carbonatito (SC). O gnaisse encaixante foi afetado por fenitização potássica (flogopita e ortoclásio + monazita, fluorapatita e bastnäsita). Há três tipos de SC: o de núcleo (siderita e hematita + acessórios Ce-Ba-pirocloro, Nb-brookita, Ti-maghemita e thorbastnäsita; uma variedade do de núcleo rica em ETR-P (siderita e hematita + Ce-Ba-pirocloro, monazita e bastnäsita; e o de borda (siderita e barita + gorceixita, rabdofano e Pb-Ba-pirocloro). Dados de inclusões fluidas e isótopos de C e O indicam que o SC de núcleo é tardi-magmático a hidrotermal e o de borda é hidrotermal. O SC de núcleo é o carbonatito mais rico em Fe e o mais pobre em Ca jamais descrito, é rico em Mn, Ba, Th, Pb, ETRL e Nb. A alta razão Nb/Ta indica líquidos residuais derivados por cristalização fracionada. Dados isotópicos (Sr e Nd) sugerem origem mantélica praticamente sem contaminação crustal. O complexo carbonatítico MSL representa a parte apical de sistema carbonatítico magmático diferenciado e o SC é relacionado a processos tardi-magmáticos a carbo-hidrotermais. O depósito de Nb é associado a lateritas de 6 tipos (do topo para a base): pisolítica, fragmentada, mosqueada, roxa, manganesífera e marrom. Todas são compostas por goethita (predominante nas partes inferior e superior) e hematita (predominante na porção intermediária). As lateritas superiores foram retrabalhadas. Na laterita manganesífera, os óxidos de Mn (hollandita e pirolusita) ocorrem em veios relacionados a evento tardio na formação das lateritas. O principal mineral de Nb é Nb-rutilo presente em todo o perfil, formado juntamente com Ce-pirocloro, Nb-goethita e cerianita. Nb-brookita formada a partir do Nb-rutilo ocorre como esférulas com estrutura Liesegang. Nb-rutilo e Nb-brookita incorporam Nb pela substituição [Fe3+ + (Nb, Ta) = 2Ti]. As lateritas têm teor médio de Nb2O5 de 2,91% e 5,00% de TiO2. A mineralização associada de ETR é de 3 tipos: primária, supergênica e clástica-autigênica (em bacias cársticas). O SC de núcleo tem concentração média de 0,70% de ETR2O3 (thorbastnäsita) e uma zona mais rica (1,48% de ETR2O3) com monazita e bastnasita. Nas lateritas inferiores (1,02% de Ce2O3) a cerianita-(Ce) intercalada na goethita foi formada pela decomposição do Ce-pirocloro; na laterita manganesífera (1,41% de Ce2O3) ocorre cerianita-(Ce) intercrescida com hollandita; nas lateritas superiores ocorre florencita-(Ce). Na bacia Esperança (233 m de espessura) a mineralização de ETR nas brechas do pacote inferior, ricas em fragmentos de SC, e nos ritmitos lacustres do pacote intermediário (com clastos de materiais ferruginosos relacionados aos estágios iniciais da alteração do siderita carbonatito) é principalmente clástica (monazita e florencita). No pacote superior (0 – 73 m, com 1,72 wt% de ETR2O3), formado por argila carbonosa rica em matéria orgânica, que marca a inversão do relevo, a florencita-(Ce) é autigênica, formada principalmente por dissolução de minerais da laterita retrabalhada, transporte e deposição em ambiente alcalino rico em Al e P. A evolução mineralógica e geoquímica dos ETR nesses três domínios são integrados em um modelo compreensível para o comportamento ETR no MSLD. / The Morro dos Seis Lagos Nb (REE, Ti) lateritic deposit is derived from a primary siderite carbonatite (SC). The country rock gneiss was affected by potassic fenitization (phlogopite and orthoclase + monazite, fluorapatite and bastnäsite). Three types of SC are recognized: core SC (siderite and hematite + Ce-Ba-pirocloro; Nb-brookita; Ti-maghemita; and thorbastnäsite; a REE-P-rich variety of CSC (siderite and hematite, + Ce-Ba-pyrochlore, monazite and bastnäsite; a border SC (BSC) (siderite and barite + gorceixite, rabdophane and Pb-Ba-pyrochlore). Fluid inclusion and C and O isotopic data indicate that the CSC is latemagmatic to hydrothermal and the BSC is hydrothermal. The CSC is the richest in Fe and the poorest in Ca siderite carbonatite yet recognized, has high Mn, Ba, Th, Pb, LREE and Nb contents. The high Nb/Ta ratio indicates residual liquids from fractional crystallization. Isotopic data (Sr and Nd) suggest the carbonatite has a mantle origin with essentially no crustal contamination. The Morro dos Seis Lagos Carbonatite Complex represent the uppermost parts of a differentiated carbonatite magmatic system, and the SC is related to latemagmatic- to- carbo-hydrothermal processes. The Nb deposit is associated to 6 laterite types (from top to bottom): pisolitic, fragmented, mottled, purple, manganiferous, brown. All are composed of goethite (in the lower and upper laterites) and hematite (in the intermediate types). The upper laterites were reworked. In the manganiferous laterite Mn-oxides (hollandite and pyrolusite) occur as veins formed in a late event during the development of the laterite. The main Nb ore mineral is Nb-rich rutile, which occurs in all laterites and is formed together with Ce-pyrochlore, Nb-rich goethite and cerianite. Nb-rich brookite formed from Nb-rich rutile occurs as broken spherules with Liesegang ring structure. Nb-rich rutile and Nb-rich brookite incorporate Nb following the [Fe3+ + (Nb, Ta) for 2Ti] substitution. The laterites have an average 2.91 wt.% of Nb2O5 and an average 5.00 wt.% of TiO2. The associated REE mineralization is of 3 types: primary, supergene and clastic-authigenic (karstic basins). The CSC has an average 0.70 wt% of REE2O3 (thorbastnäsite) and a rich zone 1.48wt.% of REE2O3 (monazite and bastnäsite). In the lower laterites (1.02 wt% Ce2O3) cerianite-(Ce) occurs as bands intercalated with goethite formed by pyrochlore breakdown; at the manganiferous laterite (1,41 wt.% Ce2O3) cerianite-(Ce) occurs intergrown with hollandite; florencite-(Ce) occurs in the reworked laterites. At the Esperança Basin (233m thick) the REE mineralization in breccia in lower package, rich in CSC fragments, and in rythmites in the intermediary package rich ferruginous materials related to the early stages of siderite carbonatite alteration, is clastic (monazite and florencite). In the upper package (0 – 73 m, 1,72 wt% of ETR2O3), formed by carbonaceous clay rich in organic matter, which marks the relief inversion, occurs an authigenic florencite-(Ce), fomed by dissolution of minerals from the reworked laterites, transportation and deposition in a alkaline environment rich in Al and P. The mineralogical and geochemical evolution of the REE is these three domains are integrated into a comprehensible model for the REE behavior at the MSLD.

O depósito laterítico de Nb (ETR, Ti) Morro dos Seis Lagos (MSL) é derivado de siderita carbonatito (SC). O gnaisse encaixante foi afetado por fenitização potássica (flogopita e ortoclásio + monazita, fluorapatita e bastnäsita). Há três tipos de SC: o de núcleo (siderita e hematita + acessórios Ce-Ba-pirocloro, Nb-brookita, Ti-maghemita e thorbastnäsita; uma variedade do de núcleo rica em ETR-P (siderita e hematita + Ce-Ba-pirocloro, monazita e bastnäsita; e o de borda (siderita e barita + gorceixita, rabdofano e Pb-Ba-pirocloro). Dados de inclusões fluidas e isótopos de C e O indicam que o SC de núcleo é tardi-magmático a hidrotermal e o de borda é hidrotermal. O SC de núcleo é o carbonatito mais rico em Fe e o mais pobre em Ca jamais descrito, é rico em Mn, Ba, Th, Pb, ETRL e Nb. A alta razão Nb/Ta indica líquidos residuais derivados por cristalização fracionada. Dados isotópicos (Sr e Nd) sugerem origem mantélica praticamente sem contaminação crustal. O complexo carbonatítico MSL representa a parte apical de sistema carbonatítico magmático diferenciado e o SC é relacionado a processos tardi-magmáticos a carbo-hidrotermais. O depósito de Nb é associado a lateritas de 6 tipos (do topo para a base): pisolítica, fragmentada, mosqueada, roxa, manganesífera e marrom. Todas são compostas por goethita (predominante nas partes inferior e superior) e hematita (predominante na porção intermediária). As lateritas superiores foram retrabalhadas. Na laterita manganesífera, os óxidos de Mn (hollandita e pirolusita) ocorrem em veios relacionados a evento tardio na formação das lateritas. O principal mineral de Nb é Nb-rutilo presente em todo o perfil, formado juntamente com Ce-pirocloro, Nb-goethita e cerianita. Nb-brookita formada a partir do Nb-rutilo ocorre como esférulas com estrutura Liesegang. Nb-rutilo e Nb-brookita incorporam Nb pela substituição [Fe3+ + (Nb, Ta) = 2Ti]. As lateritas têm teor médio de Nb2O5 de 2,91% e 5,00% de TiO2. A mineralização associada de ETR é de 3 tipos: primária, supergênica e clástica-autigênica (em bacias cársticas). O SC de núcleo tem concentração média de 0,70% de ETR2O3 (thorbastnäsita) e uma zona mais rica (1,48% de ETR2O3) com monazita e bastnasita. Nas lateritas inferiores (1,02% de Ce2O3) a cerianita-(Ce) intercalada na goethita foi formada pela decomposição do Ce-pirocloro; na laterita manganesífera (1,41% de Ce2O3) ocorre cerianita-(Ce) intercrescida com hollandita; nas lateritas superiores ocorre florencita-(Ce). Na bacia Esperança (233 m de espessura) a mineralização de ETR nas brechas do pacote inferior, ricas em fragmentos de SC, e nos ritmitos lacustres do pacote intermediário (com clastos de materiais ferruginosos relacionados aos estágios iniciais da alteração do siderita carbonatito) é principalmente clástica (monazita e florencita). No pacote superior (0 – 73 m, com 1,72 wt% de ETR2O3), formado por argila carbonosa rica em matéria orgânica, que marca a inversão do relevo, a florencita-(Ce) é autigênica, formada principalmente por dissolução de minerais da laterita retrabalhada, transporte e deposição em ambiente alcalino rico em Al e P. A evolução mineralógica e geoquímica dos ETR nesses três domínios são integrados em um modelo compreensível para o comportamento ETR no MSLD. / The Morro dos Seis Lagos Nb (REE, Ti) lateritic deposit is derived from a primary siderite carbonatite (SC). The country rock gneiss was affected by potassic fenitization (phlogopite and orthoclase + monazite, fluorapatite and bastnäsite). Three types of SC are recognized: core SC (siderite and hematite + Ce-Ba-pirocloro; Nb-brookita; Ti-maghemita; and thorbastnäsite; a REE-P-rich variety of CSC (siderite and hematite, + Ce-Ba-pyrochlore, monazite and bastnäsite; a border SC (BSC) (siderite and barite + gorceixite, rabdophane and Pb-Ba-pyrochlore). Fluid inclusion and C and O isotopic data indicate that the CSC is latemagmatic to hydrothermal and the BSC is hydrothermal. The CSC is the richest in Fe and the poorest in Ca siderite carbonatite yet recognized, has high Mn, Ba, Th, Pb, LREE and Nb contents. The high Nb/Ta ratio indicates residual liquids from fractional crystallization. Isotopic data (Sr and Nd) suggest the carbonatite has a mantle origin with essentially no crustal contamination. The Morro dos Seis Lagos Carbonatite Complex represent the uppermost parts of a differentiated carbonatite magmatic system, and the SC is related to latemagmatic- to- carbo-hydrothermal processes. The Nb deposit is associated to 6 laterite types (from top to bottom): pisolitic, fragmented, mottled, purple, manganiferous, brown. All are composed of goethite (in the lower and upper laterites) and hematite (in the intermediate types). The upper laterites were reworked. In the manganiferous laterite Mn-oxides (hollandite and pyrolusite) occur as veins formed in a late event during the development of the laterite. The main Nb ore mineral is Nb-rich rutile, which occurs in all laterites and is formed together with Ce-pyrochlore, Nb-rich goethite and cerianite. Nb-rich brookite formed from Nb-rich rutile occurs as broken spherules with Liesegang ring structure. Nb-rich rutile and Nb-rich brookite incorporate Nb following the [Fe3+ + (Nb, Ta) for 2Ti] substitution. The laterites have an average 2.91 wt.% of Nb2O5 and an average 5.00 wt.% of TiO2. The associated REE mineralization is of 3 types: primary, supergene and clastic-authigenic (karstic basins). The CSC has an average 0.70 wt% of REE2O3 (thorbastnäsite) and a rich zone 1.48wt.% of REE2O3 (monazite and bastnäsite). In the lower laterites (1.02 wt% Ce2O3) cerianite-(Ce) occurs as bands intercalated with goethite formed by pyrochlore breakdown; at the manganiferous laterite (1,41 wt.% Ce2O3) cerianite-(Ce) occurs intergrown with hollandite; florencite-(Ce) occurs in the reworked laterites. At the Esperança Basin (233m thick) the REE mineralization in breccia in lower package, rich in CSC fragments, and in rythmites in the intermediary package rich ferruginous materials related to the early stages of siderite carbonatite alteration, is clastic (monazite and florencite). In the upper package (0 – 73 m, 1,72 wt% of ETR2O3), formed by carbonaceous clay rich in organic matter, which marks the relief inversion, occurs an authigenic florencite-(Ce), fomed by dissolution of minerals from the reworked laterites, transportation and deposition in a alkaline environment rich in Al and P. The mineralogical and geochemical evolution of the REE is these three domains are integrated into a comprehensible model for the REE behavior at the MSLD.

O depósito laterítico de Nb (ETR, Ti) Morro dos Seis Lagos (MSL) é derivado de siderita carbonatito (SC). O gnaisse encaixante foi afetado por fenitização potássica (flogopita e ortoclásio + monazita, fluorapatita e bastnäsita). Há três tipos de SC: o de núcleo (siderita e hematita + acessórios Ce-Ba-pirocloro, Nb-brookita, Ti-maghemita e thorbastnäsita; uma variedade do de núcleo rica em ETR-P (siderita e hematita + Ce-Ba-pirocloro, monazita e bastnäsita; e o de borda (siderita e barita + gorceixita, rabdofano e Pb-Ba-pirocloro). Dados de inclusões fluidas e isótopos de C e O indicam que o SC de núcleo é tardi-magmático a hidrotermal e o de borda é hidrotermal. O SC de núcleo é o carbonatito mais rico em Fe e o mais pobre em Ca jamais descrito, é rico em Mn, Ba, Th, Pb, ETRL e Nb. A alta razão Nb/Ta indica líquidos residuais derivados por cristalização fracionada. Dados isotópicos (Sr e Nd) sugerem origem mantélica praticamente sem contaminação crustal. O complexo carbonatítico MSL representa a parte apical de sistema carbonatítico magmático diferenciado e o SC é relacionado a processos tardi-magmáticos a carbo-hidrotermais. O depósito de Nb é associado a lateritas de 6 tipos (do topo para a base): pisolítica, fragmentada, mosqueada, roxa, manganesífera e marrom. Todas são compostas por goethita (predominante nas partes inferior e superior) e hematita (predominante na porção intermediária). As lateritas superiores foram retrabalhadas. Na laterita manganesífera, os óxidos de Mn (hollandita e pirolusita) ocorrem em veios relacionados a evento tardio na formação das lateritas. O principal mineral de Nb é Nb-rutilo presente em todo o perfil, formado juntamente com Ce-pirocloro, Nb-goethita e cerianita. Nb-brookita formada a partir do Nb-rutilo ocorre como esférulas com estrutura Liesegang. Nb-rutilo e Nb-brookita incorporam Nb pela substituição [Fe3+ + (Nb, Ta) = 2Ti]. As lateritas têm teor médio de Nb2O5 de 2,91% e 5,00% de TiO2. A mineralização associada de ETR é de 3 tipos: primária, supergênica e clástica-autigênica (em bacias cársticas). O SC de núcleo tem concentração média de 0,70% de ETR2O3 (thorbastnäsita) e uma zona mais rica (1,48% de ETR2O3) com monazita e bastnasita. Nas lateritas inferiores (1,02% de Ce2O3) a cerianita-(Ce) intercalada na goethita foi formada pela decomposição do Ce-pirocloro; na laterita manganesífera (1,41% de Ce2O3) ocorre cerianita-(Ce) intercrescida com hollandita; nas lateritas superiores ocorre florencita-(Ce). Na bacia Esperança (233 m de espessura) a mineralização de ETR nas brechas do pacote inferior, ricas em fragmentos de SC, e nos ritmitos lacustres do pacote intermediário (com clastos de materiais ferruginosos relacionados aos estágios iniciais da alteração do siderita carbonatito) é principalmente clástica (monazita e florencita). No pacote superior (0 – 73 m, com 1,72 wt% de ETR2O3), formado por argila carbonosa rica em matéria orgânica, que marca a inversão do relevo, a florencita-(Ce) é autigênica, formada principalmente por dissolução de minerais da laterita retrabalhada, transporte e deposição em ambiente alcalino rico em Al e P. A evolução mineralógica e geoquímica dos ETR nesses três domínios são integrados em um modelo compreensível para o comportamento ETR no MSLD. / The Morro dos Seis Lagos Nb (REE, Ti) lateritic deposit is derived from a primary siderite carbonatite (SC). The country rock gneiss was affected by potassic fenitization (phlogopite and orthoclase + monazite, fluorapatite and bastnäsite). Three types of SC are recognized: core SC (siderite and hematite + Ce-Ba-pirocloro; Nb-brookita; Ti-maghemita; and thorbastnäsite; a REE-P-rich variety of CSC (siderite and hematite, + Ce-Ba-pyrochlore, monazite and bastnäsite; a border SC (BSC) (siderite and barite + gorceixite, rabdophane and Pb-Ba-pyrochlore). Fluid inclusion and C and O isotopic data indicate that the CSC is latemagmatic to hydrothermal and the BSC is hydrothermal. The CSC is the richest in Fe and the poorest in Ca siderite carbonatite yet recognized, has high Mn, Ba, Th, Pb, LREE and Nb contents. The high Nb/Ta ratio indicates residual liquids from fractional crystallization. Isotopic data (Sr and Nd) suggest the carbonatite has a mantle origin with essentially no crustal contamination. The Morro dos Seis Lagos Carbonatite Complex represent the uppermost parts of a differentiated carbonatite magmatic system, and the SC is related to latemagmatic- to- carbo-hydrothermal processes. The Nb deposit is associated to 6 laterite types (from top to bottom): pisolitic, fragmented, mottled, purple, manganiferous, brown. All are composed of goethite (in the lower and upper laterites) and hematite (in the intermediate types). The upper laterites were reworked. In the manganiferous laterite Mn-oxides (hollandite and pyrolusite) occur as veins formed in a late event during the development of the laterite. The main Nb ore mineral is Nb-rich rutile, which occurs in all laterites and is formed together with Ce-pyrochlore, Nb-rich goethite and cerianite. Nb-rich brookite formed from Nb-rich rutile occurs as broken spherules with Liesegang ring structure. Nb-rich rutile and Nb-rich brookite incorporate Nb following the [Fe3+ + (Nb, Ta) for 2Ti] substitution. The laterites have an average 2.91 wt.% of Nb2O5 and an average 5.00 wt.% of TiO2. The associated REE mineralization is of 3 types: primary, supergene and clastic-authigenic (karstic basins). The CSC has an average 0.70 wt% of REE2O3 (thorbastnäsite) and a rich zone 1.48wt.% of REE2O3 (monazite and bastnäsite). In the lower laterites (1.02 wt% Ce2O3) cerianite-(Ce) occurs as bands intercalated with goethite formed by pyrochlore breakdown; at the manganiferous laterite (1,41 wt.% Ce2O3) cerianite-(Ce) occurs intergrown with hollandite; florencite-(Ce) occurs in the reworked laterites. At the Esperança Basin (233m thick) the REE mineralization in breccia in lower package, rich in CSC fragments, and in rythmites in the intermediary package rich ferruginous materials related to the early stages of siderite carbonatite alteration, is clastic (monazite and florencite). In the upper package (0 – 73 m, 1,72 wt% of ETR2O3), formed by carbonaceous clay rich in organic matter, which marks the relief inversion, occurs an authigenic florencite-(Ce), fomed by dissolution of minerals from the reworked laterites, transportation and deposition in a alkaline environment rich in Al and P. The mineralogical and geochemical evolution of the REE is these three domains are integrated into a comprehensible model for the REE behavior at the MSLD.

O depósito Madeira (Sn, Nb, Ta) está localizado na mina de Pitinga (norte do Brasil). O depósito é associado à fácies albita granito do Granito Madeira, de tipo A (~1,820 Ma). A mina extrai comercialmente Sn (cassiterita), Nb e Ta (U-Pb-pirocloro e zircão). Flúor (criolita), Y, REE (xenotima), Zr (zircão), U (U-Pb-pirocloro e zircão) e Th (torita) são subprodutos em potencial. Este trabalho apresenta um estudo detalhado da mineralização de torita nas subfacies do albita granito: albita granito de núcleo, albita granito de borda e pegmatitos associados. O depósito Madeira é apresentado neste trabalho como um dos maiores depósitos de Th do mundo, com 164 Mt de minério disseminado, teor médio de 759 ppm ThO2 na rocha, e concentrações maiores (de até 1,8 wt.% ThO2) em pegmatitos pequenos (média de ~0,51 wt.% ThO2). Composicionalmente, a torita deste estudo pode ocorrer próxima do polo da torita ou representar substituições relativamente limitadas no sistema de soluções sólidas torita-zircão-xenotima-coffinita. A concentração de Fe na torita varia entre 0,11 wt.% Fe2O3 e 29,56 wt.% Fe2O3 e, em muitos casos, é considerada de natureza estrutural, assim como o conteúdo de F (de até 6,02 wt.% F). A torita de todas as subfacies foram fortemente afetadas por alterações hidrotermais relacionadas a fluidos aquosos ricos em F de baixa temperatura. A hidratação da torita permitiu a introdução de M3+ cátions (Y, ETR, Fe e Al) e F, e causou perdas no conteúdo de Si e Th (média de ~0,51 wt.% ThO2). A alteração também foi responsável pela formação de uma auréola de Fe nos grãos de torita, com minerais secundários associados, provavelmente Th-Fe-hidroxifluoretos e Y-Th-Fe-fluorcarbonatos. A média da razão Th/U em rocha total é de 1,85 no albita granito de borda, 3,82 no albita granito de núcleo, e 19,85 nos pegmatitos associados. Esta variação reflete um padrão de evolução magmática, com maior disponibilidade de U em estágios precoces e empobrecimento de U em estágios tardios. Em Pitinga, as mineralizações de Th e U são divididas em diferentes minerais, formados em estágios distintos da evolução. Esta característica está relacionada à riqueza de flúor e à alta alcalinidade do magma, que inibiram a cristalização precoce de zircão, bem como de columbita, e favoreceu a formação precoce de U-Pb-pirocloro. Quando a cristalização de silicatos hidratados reduziu a alcalinidade do magma, a cristalização de zircão (de um magma previamente empobrecido em U, Nb, Ta e ETRL) se tornou intensa, acompanhado de torita e xenotima. / The world-class Sn-Nb-Ta Madeira deposit is located at the Pitinga mine (northern Brazil). The deposit is associated with the albite-enriched granite facies of the A-type Madeira Granite (~1,820 Ma). The mine commercially extracts tin (cassiterite), Nb and Ta (U-Pb-pyrochlore and columbite). Fluorine (cryolite), Y, REE (xenotime), Zr (zircon), U (U-Pb-pyrochlore and zircon) and Th (thorite) are potential byproducts. This work presents a detailed study on the thorite mineralization from the albite-enriched granite subfacies: the core albite-enriched granite, the border albite-enriched granite and the associated pegmatites. The Madeira deposit is revealed in this work to be among the largest Th deposits in the world, with 164 Mt of homogeneously dispersed ore, with an average grade of 759 ppm ThO2 in the rock, and higher concentrations (up to 1.8 wt.% ThO2) in small pegmatites (average of ~ 0.51 wt.% ThO2). Thorite compositions are either close to the thorite pole or correspond to relatively limited substitutions in the thorite-zircon-xenotime-coffinite solid solution system. The Fe concentration in thorite ranges from 0.11 wt.% to 29.56 wt.% Fe2O3 and in many cases is considered of structural nature, as well as part of the F content (up to 6.02 wt.% F). Thorites from all subfacies were strongly affected by hydrothermal alterations related to F-rich low-temperature aqueous fluids. The hydration of thorite allowed the introduction of M3+ cations (Y, REE, Fe, and Al) and F, and caused losses in Si and Th (average of ~48 wt.% ThO2). The alteration also created a Fe-rich halo in thorite, with associated secondary minerals, likely Th-Fe-hydroxyfluorides and Y-Th-Fe-fluorcarbonates. The Th/U average ratio values in bulk-rock are 1.85 in the border albite-enriched granite, 3.82 in the core albite-enriched granite, and 19.85 in the associated pegmatites. This variation reflects a magmatic evolution pattern, with higher availability of U in the earlier stages and depletion of U in late stages. At Pitinga, Th and U mineralization are divided into different minerals formed in different stages of the magma evolution. This feature is related to the richness of fluorine and the high alkalinity of the magma that greatly inhibited the early crystallization of zircon, as well of columbite, and favored the early appearance of U-Pb-pyrochlore. When the crystallization of hydrous silicates reduced the alkalinity, the crystallization of zircon (from a magma depleted in U, Nb, Ta and LREE) become intense, accompanied by thorite and xenotime.

O depósito Madeira (Sn, Nb, Ta) está localizado na mina de Pitinga (norte do Brasil). O depósito é associado à fácies albita granito do Granito Madeira, de tipo A (~1,820 Ma). A mina extrai comercialmente Sn (cassiterita), Nb e Ta (U-Pb-pirocloro e zircão). Flúor (criolita), Y, REE (xenotima), Zr (zircão), U (U-Pb-pirocloro e zircão) e Th (torita) são subprodutos em potencial. Este trabalho apresenta um estudo detalhado da mineralização de torita nas subfacies do albita granito: albita granito de núcleo, albita granito de borda e pegmatitos associados. O depósito Madeira é apresentado neste trabalho como um dos maiores depósitos de Th do mundo, com 164 Mt de minério disseminado, teor médio de 759 ppm ThO2 na rocha, e concentrações maiores (de até 1,8 wt.% ThO2) em pegmatitos pequenos (média de ~0,51 wt.% ThO2). Composicionalmente, a torita deste estudo pode ocorrer próxima do polo da torita ou representar substituições relativamente limitadas no sistema de soluções sólidas torita-zircão-xenotima-coffinita. A concentração de Fe na torita varia entre 0,11 wt.% Fe2O3 e 29,56 wt.% Fe2O3 e, em muitos casos, é considerada de natureza estrutural, assim como o conteúdo de F (de até 6,02 wt.% F). A torita de todas as subfacies foram fortemente afetadas por alterações hidrotermais relacionadas a fluidos aquosos ricos em F de baixa temperatura. A hidratação da torita permitiu a introdução de M3+ cátions (Y, ETR, Fe e Al) e F, e causou perdas no conteúdo de Si e Th (média de ~0,51 wt.% ThO2). A alteração também foi responsável pela formação de uma auréola de Fe nos grãos de torita, com minerais secundários associados, provavelmente Th-Fe-hidroxifluoretos e Y-Th-Fe-fluorcarbonatos. A média da razão Th/U em rocha total é de 1,85 no albita granito de borda, 3,82 no albita granito de núcleo, e 19,85 nos pegmatitos associados. Esta variação reflete um padrão de evolução magmática, com maior disponibilidade de U em estágios precoces e empobrecimento de U em estágios tardios. Em Pitinga, as mineralizações de Th e U são divididas em diferentes minerais, formados em estágios distintos da evolução. Esta característica está relacionada à riqueza de flúor e à alta alcalinidade do magma, que inibiram a cristalização precoce de zircão, bem como de columbita, e favoreceu a formação precoce de U-Pb-pirocloro. Quando a cristalização de silicatos hidratados reduziu a alcalinidade do magma, a cristalização de zircão (de um magma previamente empobrecido em U, Nb, Ta e ETRL) se tornou intensa, acompanhado de torita e xenotima. / The world-class Sn-Nb-Ta Madeira deposit is located at the Pitinga mine (northern Brazil). The deposit is associated with the albite-enriched granite facies of the A-type Madeira Granite (~1,820 Ma). The mine commercially extracts tin (cassiterite), Nb and Ta (U-Pb-pyrochlore and columbite). Fluorine (cryolite), Y, REE (xenotime), Zr (zircon), U (U-Pb-pyrochlore and zircon) and Th (thorite) are potential byproducts. This work presents a detailed study on the thorite mineralization from the albite-enriched granite subfacies: the core albite-enriched granite, the border albite-enriched granite and the associated pegmatites. The Madeira deposit is revealed in this work to be among the largest Th deposits in the world, with 164 Mt of homogeneously dispersed ore, with an average grade of 759 ppm ThO2 in the rock, and higher concentrations (up to 1.8 wt.% ThO2) in small pegmatites (average of ~ 0.51 wt.% ThO2). Thorite compositions are either close to the thorite pole or correspond to relatively limited substitutions in the thorite-zircon-xenotime-coffinite solid solution system. The Fe concentration in thorite ranges from 0.11 wt.% to 29.56 wt.% Fe2O3 and in many cases is considered of structural nature, as well as part of the F content (up to 6.02 wt.% F). Thorites from all subfacies were strongly affected by hydrothermal alterations related to F-rich low-temperature aqueous fluids. The hydration of thorite allowed the introduction of M3+ cations (Y, REE, Fe, and Al) and F, and caused losses in Si and Th (average of ~48 wt.% ThO2). The alteration also created a Fe-rich halo in thorite, with associated secondary minerals, likely Th-Fe-hydroxyfluorides and Y-Th-Fe-fluorcarbonates. The Th/U average ratio values in bulk-rock are 1.85 in the border albite-enriched granite, 3.82 in the core albite-enriched granite, and 19.85 in the associated pegmatites. This variation reflects a magmatic evolution pattern, with higher availability of U in the earlier stages and depletion of U in late stages. At Pitinga, Th and U mineralization are divided into different minerals formed in different stages of the magma evolution. This feature is related to the richness of fluorine and the high alkalinity of the magma that greatly inhibited the early crystallization of zircon, as well of columbite, and favored the early appearance of U-Pb-pyrochlore. When the crystallization of hydrous silicates reduced the alkalinity, the crystallization of zircon (from a magma depleted in U, Nb, Ta and LREE) become intense, accompanied by thorite and xenotime.

O depósito Madeira (Sn, Nb, Ta) está localizado na mina de Pitinga (norte do Brasil). O depósito é associado à fácies albita granito do Granito Madeira, de tipo A (~1,820 Ma). A mina extrai comercialmente Sn (cassiterita), Nb e Ta (U-Pb-pirocloro e zircão). Flúor (criolita), Y, REE (xenotima), Zr (zircão), U (U-Pb-pirocloro e zircão) e Th (torita) são subprodutos em potencial. Este trabalho apresenta um estudo detalhado da mineralização de torita nas subfacies do albita granito: albita granito de núcleo, albita granito de borda e pegmatitos associados. O depósito Madeira é apresentado neste trabalho como um dos maiores depósitos de Th do mundo, com 164 Mt de minério disseminado, teor médio de 759 ppm ThO2 na rocha, e concentrações maiores (de até 1,8 wt.% ThO2) em pegmatitos pequenos (média de ~0,51 wt.% ThO2). Composicionalmente, a torita deste estudo pode ocorrer próxima do polo da torita ou representar substituições relativamente limitadas no sistema de soluções sólidas torita-zircão-xenotima-coffinita. A concentração de Fe na torita varia entre 0,11 wt.% Fe2O3 e 29,56 wt.% Fe2O3 e, em muitos casos, é considerada de natureza estrutural, assim como o conteúdo de F (de até 6,02 wt.% F). A torita de todas as subfacies foram fortemente afetadas por alterações hidrotermais relacionadas a fluidos aquosos ricos em F de baixa temperatura. A hidratação da torita permitiu a introdução de M3+ cátions (Y, ETR, Fe e Al) e F, e causou perdas no conteúdo de Si e Th (média de ~0,51 wt.% ThO2). A alteração também foi responsável pela formação de uma auréola de Fe nos grãos de torita, com minerais secundários associados, provavelmente Th-Fe-hidroxifluoretos e Y-Th-Fe-fluorcarbonatos. A média da razão Th/U em rocha total é de 1,85 no albita granito de borda, 3,82 no albita granito de núcleo, e 19,85 nos pegmatitos associados. Esta variação reflete um padrão de evolução magmática, com maior disponibilidade de U em estágios precoces e empobrecimento de U em estágios tardios. Em Pitinga, as mineralizações de Th e U são divididas em diferentes minerais, formados em estágios distintos da evolução. Esta característica está relacionada à riqueza de flúor e à alta alcalinidade do magma, que inibiram a cristalização precoce de zircão, bem como de columbita, e favoreceu a formação precoce de U-Pb-pirocloro. Quando a cristalização de silicatos hidratados reduziu a alcalinidade do magma, a cristalização de zircão (de um magma previamente empobrecido em U, Nb, Ta e ETRL) se tornou intensa, acompanhado de torita e xenotima. / The world-class Sn-Nb-Ta Madeira deposit is located at the Pitinga mine (northern Brazil). The deposit is associated with the albite-enriched granite facies of the A-type Madeira Granite (~1,820 Ma). The mine commercially extracts tin (cassiterite), Nb and Ta (U-Pb-pyrochlore and columbite). Fluorine (cryolite), Y, REE (xenotime), Zr (zircon), U (U-Pb-pyrochlore and zircon) and Th (thorite) are potential byproducts. This work presents a detailed study on the thorite mineralization from the albite-enriched granite subfacies: the core albite-enriched granite, the border albite-enriched granite and the associated pegmatites. The Madeira deposit is revealed in this work to be among the largest Th deposits in the world, with 164 Mt of homogeneously dispersed ore, with an average grade of 759 ppm ThO2 in the rock, and higher concentrations (up to 1.8 wt.% ThO2) in small pegmatites (average of ~ 0.51 wt.% ThO2). Thorite compositions are either close to the thorite pole or correspond to relatively limited substitutions in the thorite-zircon-xenotime-coffinite solid solution system. The Fe concentration in thorite ranges from 0.11 wt.% to 29.56 wt.% Fe2O3 and in many cases is considered of structural nature, as well as part of the F content (up to 6.02 wt.% F). Thorites from all subfacies were strongly affected by hydrothermal alterations related to F-rich low-temperature aqueous fluids. The hydration of thorite allowed the introduction of M3+ cations (Y, REE, Fe, and Al) and F, and caused losses in Si and Th (average of ~48 wt.% ThO2). The alteration also created a Fe-rich halo in thorite, with associated secondary minerals, likely Th-Fe-hydroxyfluorides and Y-Th-Fe-fluorcarbonates. The Th/U average ratio values in bulk-rock are 1.85 in the border albite-enriched granite, 3.82 in the core albite-enriched granite, and 19.85 in the associated pegmatites. This variation reflects a magmatic evolution pattern, with higher availability of U in the earlier stages and depletion of U in late stages. At Pitinga, Th and U mineralization are divided into different minerals formed in different stages of the magma evolution. This feature is related to the richness of fluorine and the high alkalinity of the magma that greatly inhibited the early crystallization of zircon, as well of columbite, and favored the early appearance of U-Pb-pyrochlore. When the crystallization of hydrous silicates reduced the alkalinity, the crystallization of zircon (from a magma depleted in U, Nb, Ta and LREE) become intense, accompanied by thorite and xenotime.