Made available in DSpace on 2018-08-23T22:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_12281_RENAN VALTER MAGNOL.pdf: 5737764 bytes, checksum: 36ecddb52f2edd483f81ef978010188c (MD5) Previous issue date: 2018-06-29 / A sondagem mineral é geralmente feita com coroas impregnadas de diamante. Essas ferramentas podem apresentar uma vida útil insatisfatória quando trabalham em uma formação de ferrífera bandada de Carajás-Brasil conhecida como jaspilito, um material complexo composto de bandas alternadas de silicatos (jaspe) e óxidos de ferro (principalmente hematita e goethita), além de veios de quartzo. O desempenho dessas brocas está ligado à interação entre diamante e jaspilito, que é pouco compreendida. A resposta ao desgaste abrasivo deste sistema tribológico foi investigada por uma série de ensaios de esclerometria linear com indentadores de diamante Rockwell C, Vickers e Knoop em função da carga normal (0,2-90 N). O efeito da distância entre riscos paralelos (variando de 5 vezes a largura até superposição total), velocidade de riscamento (0,01-1 mm / s) e condições ambientais (seco, água destilada e fluido de perfuração de bentonita) no comportamento quanto ao desgaste e atrito foram estudadas com indentador Vickers. Desgaste severo por chipping e alto atrito (até µ = 0,45) foi dominante em todas as cargas com indentador Vickers, em velocidades mais baixas, em todos os graus de superposição e em condições lubrificadas. Mecanismos de desgaste moderados (burnishing, ploughing e scale-like cracking) e menor atrito (tão baixo quanto µ = 0,06) foram observados em ensaios com penetrador Rockwell e Knoop, em altas velocidades e em óxidos de ferro. Além disso, o grau de superposição não teve efeito sobre o atrito e mecanismos e desgaste, embora tenha influenciado a taxa de desgaste.

Submitted by Teresa Cristina Rosenhayme (teresa.rosenhayme@cprm.gov.br) on 2017-06-06T13:27:37Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alexandre R. Dantas.pdf: 21894744 bytes, checksum: a3e974a4f347c4d0cb0834192728b948 (MD5) / Approved for entry into archive by Jéssica Gonçalves (jessica.goncalves@cprm.gov.br) on 2017-06-06T14:25:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alexandre R. Dantas.pdf: 21894744 bytes, checksum: a3e974a4f347c4d0cb0834192728b948 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T14:25:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alexandre R. Dantas.pdf: 21894744 bytes, checksum: a3e974a4f347c4d0cb0834192728b948 (MD5) Previous issue date: 2017-02

O minério de ferro e os itabiritos da Mina de Águas Claras foram estudados em detalhe do ponto de vista mineralógico, petrológico e geoquímico, com os objetivos de caracterizá-los e de contribuir para o melhor entendimento da gênese dos mesmos. Dois tipos de itabiritos ocorrem em Águas Claras: dolomítico e quartzo itabirito. Os minérios de alto teor (%Fe >64%) foram formados a partir do primeiro. Tanto um como outro tipo de itabirito apresentam meso e microbandamento. No itabirito dolomítico alternam-se bandas ricas em hematita com bandas ricas em dolomita, enquanto que no quartzo itabirito a alternância ocorre entre bandas ricas em quartzo com bandas ricas em hematita. Dolomita, quartzo e hematita são os principais constituintes mineralógicos, ocorrendo clorita, sericita, talco e apatita como minerais acessórios. A composição química dos itabiritos é muito simples. \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\', CaO, MgO e PF são os principais componentes do itabirito dolomítico e \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\' e Si\'O IND. 2\' do quartzo itabirito. Os teores de elementos menores são geralmente inferiores a 10 ppm, tanto no itabirito dolomítico como no quartzo itabirito, sem evidenciarem uma maior concentração em um ou outro tipo de BIF. Apenas Zn, Sr e Pb estão mais caracteristicamente associados com o itabirito dolomítico, e Cd, Sb e Ge com o quartzo itabirito. O padrão de fracionamento dos ETR, quando normalizados pelo padrão PAAS, assemelha-se aos de outras BIFs paleoproterozóicas, com anomalias positivas de Eu e Y e aumento gradativo dos ETR leves em direção aos pesados. Os isótopos de C e O do itabirito dolomítico apresentaram valores negativos de \'\'delta\' POT. 13\' C variando entre -2,5%o e -0,8%o, enquanto que os dados isotópicos de O mostraram valores de \'\'delta\' POT. 18\'O entre -12,4%o e -8,5%o, compatíveis com os valores de \'\'delta\' POT. 13\'C e \'\'delta\' POT. 18\'O encontrados em outras seqüências carbonáticas paleoproterozóicas. As observações de campo e os dados de laboratório sugerem que o itabirito dolomítico e o quartzo itabirito representem variações faciológicas laterais e verticais dos sedimentos originais da Formação Cauê. Dois tipos principais de minério de alto teor foram reconhecidos: friável e compacto. O minério friável é o principal tipo, ocorrendo na forma de uma lente contínua de cerca de 2,5 km de extensão, no interior da qual ocorrem lentes subordinadas de minério compacto. O minério friável passa lateral e verticalmente para o itabitito dolomítico (protominério). Nesta transição, as bandas ricas em hematita do itabirito passam a ser as bandas maciças do minério, enquanto que as bandas dolomíticas passam a constituir as bandas porosas. A hematita é o mineral minério tanto do minério friável como do minério compacto, ocorrendo sob a forma de hematita granular e tabular, com tamanho de cristal entre 10 e 30 \'mü\'m. Os minerais de ganga são raros e consistem de apatita, clorita, sericita, talco e, eventualmente, dolomita, além de ferridrita e minerais de manganês, estes últimos originados na dissolução da dolomita. Os minérios friável e compacto consistem quase que totalmente de \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\', com teores médios superiores a 96% no primeiro e a 98% no segundo. As impurezas consistem de \'Al IND. 2\'\'O IND. 3\', Si\'O IND. 2\', MnO e \'P IND. 2\'\'O IND. 5\', cujos teores são ligeiramente maiores no minério friável do que no minério compacto. Os dois tipos de minério são muito pobres em elementos traços. Uma grande parte destes elementos ficou abaixo do limite de detecção do método analítico, sendo que a quase totalidade dos mesmos apresentou teor médio inferior a 30 ppm, com exceção do Ba, V, Zn e Cr, que apresentaram teores médios entre 30 e 100 ppm. Os teores de elementos traços são significativamente maiores na banda porosa do que na banda maciça, indicando que a maior parte dos mesmos está associado aos minerais de ganga do minério, presentes em maior volume na banda porosa. Tanto um como outro tipo de minério apresentaram baixos totais de ETR. Quando normalizados pelo PAAS, o minério friável mostra padrão de fracionamento dos ETR similar ao do protominério. Já o minério compacto apresenta padrão de fracionamento distinto com relação aos ETR pesados, os quais sofrem discreto empobrecimento em relação aos ETR médios. Os dados de campo, petrológicos, geoquímicos e geocronológicos indicam uma origem hipogênica para o minério compacto e supergênica para o minério friável. A datação pelo método \'ANTPOT. 40 Ar\'/\'ANTPOT. 39 Ar\' de minerais de manganês presentes no itabirito manganesífero das Minas do Sapecado e Andaime trouxe importantes informações sobre a evolução do perfil de intemperismo das BIFs no Quadrilátero Ferrífero e sobre o minério de ferro supergênico nele contido. Os resultados geocronológicos forneceram idades entre 61.5 \'+OU-\' 1.2 Ma a 14.2 \'+OU-\'0.18 Ma, sugerindo uma prolongada história de intemperismo na região. A maior parte dos óxidos de Mn, entretanto, precipitou no intervalo entre 51 e 41 Ma, com um pico em 46.7 Ma, indicando um período de intenso intemperismo químico, durante o qual formou-se a maior parte do minério friável da mina de Águas Claras. Os dados apresentados neste trabalho mostraram que, sob idênticas condições estruturais, topográficas e climáticas, o itabirito dolomítico é muito mais favorável à formação de depósitos de ferro de alto teor do que o quartzo itabirito. Forneceram também indicações de que a gênese de depósitos gigantes de minério friável de alto teor a partir do quartzo itabirito requer a atuação de outros controles além do litológico, possivelmente envolvendo processos hipogênicos e supergênicos. / Iron ore and itabilites from Águas Claras mine were accurately examined and assessed for their mineralogical, petrological and geochemical features, in order to appropriately characterize and better understand their respective genesis. Two types of itabirite were identified in the Águas Claras mine, to wit: dolomitic itabirite and quartz itabirite. High-grade ores (%Fe >64%) were originally formed from dolomitic itabirite. Both itabirite types feature meso and microbanding. Dolomitic itabirite consists of alternating hematite-rich and dolomite-rich bands, whereas quartz itabirite consists of alternating quartz-rich and hematite-rich bands. Dolomite, quartz and hematite are the major minerals, the accessory minerals being chlorite, sericite, talc and apatite. Itabirites have a quite simple chemical composition. \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\', CaO, MgO and PF are the major elements in dolomitic itabirite\'s composition, whereas \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\' and Si\'O IND. 2\' are predominant in quartz itabirite. The contents of minor elements generally equal less than t0 ppm in both dolomitic and quartz itabirites, and no higher concentration is found in any other BIF type. Only Zn, Sr and Pb are more specifically associated with dolomitic itabirite, whereas Cd, Sb and Ge are associated with quartz itabirite. Itabirite\'s REE (Rare Earth Elements) fractionation pattern, when normalized by PAAS standard, is similar to other Paleoproterzoic BIFs\' patterns, displaying Eu and Y positive anomalies and gradual increase of light REE towards the heavy REE. C and O isotopes of dolomitic itabirite have shown negative values for \'\'delta\' POT. 13\'C, ranging from -2,5%o to -0,8%o, while O isotopic data has shown values for \'\'delta\' POT. 18\'O between -12,4%o and -8,5%o, which are compatible with the \'\'delta\' POT. 13\'C and \'\'delta\' POT. 18\'O values identified in other Paleoproterozoic carbonate sequences, Field relationships and laboratory data suggest that both dolomitic and quartz itabirite represent the lateral and vertical facies transitions of the Cauê Formation\'s original sediments. Two main high-grade ore types have been identified: soft and hard ores. Soft ore is dominant and occurs as a continuous lens approximately 2,5 km long, comprising subordinate lenses of hard ore. Soft itabirite undergoes a lateral and vertical transition and turns into dolomitic itabirite (protore). During the above-mentioned transition, the hematite-rich bands turn into massive ore bands, whereas the dolomitic bands turn into porous bands. Hematite is the ore mineral of both soft and hard ore and occurs as granular and tabular hematite, its crystal size ranging from l0 to 30 \'mü\'m. Gangue minerals are scarce and consist of apatite, chlorite, sericite, talc and, occasionally, dolomite, ferrihydrite and Mn-minerals, the latter two resulting from dolomite dissolution. Soft and hard ores consist almost entirely of \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\', with average contents exceeding 96% for soft ores and 98% for hard ores. Impurities consist of \'Al IND. 2\'\'O IND. 3\', Si\'O IND. 2\', MnO and \'P IND. 2\'\'O IND. 5\'. Their contents are slightly higher in soft ore than in hard ore. Trace element content is quite low in both ore types. The level of most trace elements stand below the analytical method detection limit, having almost all of them showing an average content of less than 30 ppm, except for Ba, V, Zn e Cr, whose average contents range between 30 and 100 ppm. The trace element contents are significantly higher within the porous band than within the massive band, thus indicating that most of them are associated with ore gangue minerals, which are concentrated in the porous band. Both types of ore feature low REE totals. When normalized by PAAS, the soft ore presents a REE fractionation pattern similar to the protore pattern. On the other hand, the hard ore displays a different fractionation pattern with regard to heavy REE, which undergoes a slight depletion when compared to middle REE. The petrological, geochemical and geochronological field relationships indicate a hipogene origin for the hard ore and a supergene origin for the soft ore. \'ANTPOT. 40 Ar\'/\'ANTPOT. 39 Ar\' dating of the Mn-minerals detected in the manganesiferous itabirite from the Sapecado and Andaime Mines has provided signifìcant information on the development of the weathering profile of BIFs in the Quadrilátero Ferrífero and on the supergene iron ore therein contained. According to the geochronological results, ages from 61.5 \'+OU-\' 1.2 Ma to 14.2 \'+OU-\' 0.18 Ma were obtained, therefore suggesting this region underwent a long, lasting weathering period experienced. However, most of Mn oxides precipitated between 5l and 4l Ma, a peak being identified in 46.7 Ma. The data above indicates a period of intense chemical weathering during which most of the soft ore found in Águas Claras Mine was formed. The data contained in this paper shows that under identical structural, topographic and climatic conditions, dolomitic itabirite is much more liable to forming high-grade iron deposits than quartz itabirite. There are also indications that the genesis of the huge high-grade soft ore deposits originally formed from quartz itabirite requires the action of other controls, besides the lithological one, possibly involving hipogene and supergene processes.

O minério de ferro e os itabiritos da Mina de Águas Claras foram estudados em detalhe do ponto de vista mineralógico, petrológico e geoquímico, com os objetivos de caracterizá-los e de contribuir para o melhor entendimento da gênese dos mesmos. Dois tipos de itabiritos ocorrem em Águas Claras: dolomítico e quartzo itabirito. Os minérios de alto teor (%Fe >64%) foram formados a partir do primeiro. Tanto um como outro tipo de itabirito apresentam meso e microbandamento. No itabirito dolomítico alternam-se bandas ricas em hematita com bandas ricas em dolomita, enquanto que no quartzo itabirito a alternância ocorre entre bandas ricas em quartzo com bandas ricas em hematita. Dolomita, quartzo e hematita são os principais constituintes mineralógicos, ocorrendo clorita, sericita, talco e apatita como minerais acessórios. A composição química dos itabiritos é muito simples. \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\', CaO, MgO e PF são os principais componentes do itabirito dolomítico e \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\' e Si\'O IND. 2\' do quartzo itabirito. Os teores de elementos menores são geralmente inferiores a 10 ppm, tanto no itabirito dolomítico como no quartzo itabirito, sem evidenciarem uma maior concentração em um ou outro tipo de BIF. Apenas Zn, Sr e Pb estão mais caracteristicamente associados com o itabirito dolomítico, e Cd, Sb e Ge com o quartzo itabirito. O padrão de fracionamento dos ETR, quando normalizados pelo padrão PAAS, assemelha-se aos de outras BIFs paleoproterozóicas, com anomalias positivas de Eu e Y e aumento gradativo dos ETR leves em direção aos pesados. Os isótopos de C e O do itabirito dolomítico apresentaram valores negativos de \'\'delta\' POT. 13\' C variando entre -2,5%o e -0,8%o, enquanto que os dados isotópicos de O mostraram valores de \'\'delta\' POT. 18\'O entre -12,4%o e -8,5%o, compatíveis com os valores de \'\'delta\' POT. 13\'C e \'\'delta\' POT. 18\'O encontrados em outras seqüências carbonáticas paleoproterozóicas. As observações de campo e os dados de laboratório sugerem que o itabirito dolomítico e o quartzo itabirito representem variações faciológicas laterais e verticais dos sedimentos originais da Formação Cauê. Dois tipos principais de minério de alto teor foram reconhecidos: friável e compacto. O minério friável é o principal tipo, ocorrendo na forma de uma lente contínua de cerca de 2,5 km de extensão, no interior da qual ocorrem lentes subordinadas de minério compacto. O minério friável passa lateral e verticalmente para o itabitito dolomítico (protominério). Nesta transição, as bandas ricas em hematita do itabirito passam a ser as bandas maciças do minério, enquanto que as bandas dolomíticas passam a constituir as bandas porosas. A hematita é o mineral minério tanto do minério friável como do minério compacto, ocorrendo sob a forma de hematita granular e tabular, com tamanho de cristal entre 10 e 30 \'mü\'m. Os minerais de ganga são raros e consistem de apatita, clorita, sericita, talco e, eventualmente, dolomita, além de ferridrita e minerais de manganês, estes últimos originados na dissolução da dolomita. Os minérios friável e compacto consistem quase que totalmente de \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\', com teores médios superiores a 96% no primeiro e a 98% no segundo. As impurezas consistem de \'Al IND. 2\'\'O IND. 3\', Si\'O IND. 2\', MnO e \'P IND. 2\'\'O IND. 5\', cujos teores são ligeiramente maiores no minério friável do que no minério compacto. Os dois tipos de minério são muito pobres em elementos traços. Uma grande parte destes elementos ficou abaixo do limite de detecção do método analítico, sendo que a quase totalidade dos mesmos apresentou teor médio inferior a 30 ppm, com exceção do Ba, V, Zn e Cr, que apresentaram teores médios entre 30 e 100 ppm. Os teores de elementos traços são significativamente maiores na banda porosa do que na banda maciça, indicando que a maior parte dos mesmos está associado aos minerais de ganga do minério, presentes em maior volume na banda porosa. Tanto um como outro tipo de minério apresentaram baixos totais de ETR. Quando normalizados pelo PAAS, o minério friável mostra padrão de fracionamento dos ETR similar ao do protominério. Já o minério compacto apresenta padrão de fracionamento distinto com relação aos ETR pesados, os quais sofrem discreto empobrecimento em relação aos ETR médios. Os dados de campo, petrológicos, geoquímicos e geocronológicos indicam uma origem hipogênica para o minério compacto e supergênica para o minério friável. A datação pelo método \'ANTPOT. 40 Ar\'/\'ANTPOT. 39 Ar\' de minerais de manganês presentes no itabirito manganesífero das Minas do Sapecado e Andaime trouxe importantes informações sobre a evolução do perfil de intemperismo das BIFs no Quadrilátero Ferrífero e sobre o minério de ferro supergênico nele contido. Os resultados geocronológicos forneceram idades entre 61.5 \'+OU-\' 1.2 Ma a 14.2 \'+OU-\'0.18 Ma, sugerindo uma prolongada história de intemperismo na região. A maior parte dos óxidos de Mn, entretanto, precipitou no intervalo entre 51 e 41 Ma, com um pico em 46.7 Ma, indicando um período de intenso intemperismo químico, durante o qual formou-se a maior parte do minério friável da mina de Águas Claras. Os dados apresentados neste trabalho mostraram que, sob idênticas condições estruturais, topográficas e climáticas, o itabirito dolomítico é muito mais favorável à formação de depósitos de ferro de alto teor do que o quartzo itabirito. Forneceram também indicações de que a gênese de depósitos gigantes de minério friável de alto teor a partir do quartzo itabirito requer a atuação de outros controles além do litológico, possivelmente envolvendo processos hipogênicos e supergênicos. / Iron ore and itabilites from Águas Claras mine were accurately examined and assessed for their mineralogical, petrological and geochemical features, in order to appropriately characterize and better understand their respective genesis. Two types of itabirite were identified in the Águas Claras mine, to wit: dolomitic itabirite and quartz itabirite. High-grade ores (%Fe >64%) were originally formed from dolomitic itabirite. Both itabirite types feature meso and microbanding. Dolomitic itabirite consists of alternating hematite-rich and dolomite-rich bands, whereas quartz itabirite consists of alternating quartz-rich and hematite-rich bands. Dolomite, quartz and hematite are the major minerals, the accessory minerals being chlorite, sericite, talc and apatite. Itabirites have a quite simple chemical composition. \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\', CaO, MgO and PF are the major elements in dolomitic itabirite\'s composition, whereas \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\' and Si\'O IND. 2\' are predominant in quartz itabirite. The contents of minor elements generally equal less than t0 ppm in both dolomitic and quartz itabirites, and no higher concentration is found in any other BIF type. Only Zn, Sr and Pb are more specifically associated with dolomitic itabirite, whereas Cd, Sb and Ge are associated with quartz itabirite. Itabirite\'s REE (Rare Earth Elements) fractionation pattern, when normalized by PAAS standard, is similar to other Paleoproterzoic BIFs\' patterns, displaying Eu and Y positive anomalies and gradual increase of light REE towards the heavy REE. C and O isotopes of dolomitic itabirite have shown negative values for \'\'delta\' POT. 13\'C, ranging from -2,5%o to -0,8%o, while O isotopic data has shown values for \'\'delta\' POT. 18\'O between -12,4%o and -8,5%o, which are compatible with the \'\'delta\' POT. 13\'C and \'\'delta\' POT. 18\'O values identified in other Paleoproterozoic carbonate sequences, Field relationships and laboratory data suggest that both dolomitic and quartz itabirite represent the lateral and vertical facies transitions of the Cauê Formation\'s original sediments. Two main high-grade ore types have been identified: soft and hard ores. Soft ore is dominant and occurs as a continuous lens approximately 2,5 km long, comprising subordinate lenses of hard ore. Soft itabirite undergoes a lateral and vertical transition and turns into dolomitic itabirite (protore). During the above-mentioned transition, the hematite-rich bands turn into massive ore bands, whereas the dolomitic bands turn into porous bands. Hematite is the ore mineral of both soft and hard ore and occurs as granular and tabular hematite, its crystal size ranging from l0 to 30 \'mü\'m. Gangue minerals are scarce and consist of apatite, chlorite, sericite, talc and, occasionally, dolomite, ferrihydrite and Mn-minerals, the latter two resulting from dolomite dissolution. Soft and hard ores consist almost entirely of \'Fe IND. 2\'\'O IND. 3\', with average contents exceeding 96% for soft ores and 98% for hard ores. Impurities consist of \'Al IND. 2\'\'O IND. 3\', Si\'O IND. 2\', MnO and \'P IND. 2\'\'O IND. 5\'. Their contents are slightly higher in soft ore than in hard ore. Trace element content is quite low in both ore types. The level of most trace elements stand below the analytical method detection limit, having almost all of them showing an average content of less than 30 ppm, except for Ba, V, Zn e Cr, whose average contents range between 30 and 100 ppm. The trace element contents are significantly higher within the porous band than within the massive band, thus indicating that most of them are associated with ore gangue minerals, which are concentrated in the porous band. Both types of ore feature low REE totals. When normalized by PAAS, the soft ore presents a REE fractionation pattern similar to the protore pattern. On the other hand, the hard ore displays a different fractionation pattern with regard to heavy REE, which undergoes a slight depletion when compared to middle REE. The petrological, geochemical and geochronological field relationships indicate a hipogene origin for the hard ore and a supergene origin for the soft ore. \'ANTPOT. 40 Ar\'/\'ANTPOT. 39 Ar\' dating of the Mn-minerals detected in the manganesiferous itabirite from the Sapecado and Andaime Mines has provided signifìcant information on the development of the weathering profile of BIFs in the Quadrilátero Ferrífero and on the supergene iron ore therein contained. According to the geochronological results, ages from 61.5 \'+OU-\' 1.2 Ma to 14.2 \'+OU-\' 0.18 Ma were obtained, therefore suggesting this region underwent a long, lasting weathering period experienced. However, most of Mn oxides precipitated between 5l and 4l Ma, a peak being identified in 46.7 Ma. The data above indicates a period of intense chemical weathering during which most of the soft ore found in Águas Claras Mine was formed. The data contained in this paper shows that under identical structural, topographic and climatic conditions, dolomitic itabirite is much more liable to forming high-grade iron deposits than quartz itabirite. There are also indications that the genesis of the huge high-grade soft ore deposits originally formed from quartz itabirite requires the action of other controls, besides the lithological one, possibly involving hipogene and supergene processes.

A dissertação tem por cerne dois textos complementares, ambos refletindo o histórico de um programa de exploração mineral no distrito ferrífero de Curral Novo do Piauí. Como trabalho executado por empresa, a discussão sobre os custos e a definição de prioridades foram aspectos continuamente considerados. Assim os textos referidos refletem essas preocupações e se referem à proposição de métodos voltados à definição dos ambientes geológicos propícios à ocorrência de formações ferríferas à magnetita e à definição de probabilidade de ocorrências destes ambientes na fase de reconaissance da pesquisa. Na contextualização geológica do tema apresenta-se aspectos da geologia e uma discussão dos tipos e origens das formações ferríferas bandadas. Nos trabalhos foram aplicadas diversas técnicas, incluindo estatística multivariada, processamento digital de imagens, mapeamento geológico sistemático de superfície e subsuperfície em testemunhos de sondagens, caracterização petrográfica de rochas, geofísica de exploração a partir da utilização de métodos potenciais (magnetometria e radiometria). / This dissertation presents two complementary manuscripts, both reflecting the history of an exploration program in the Ferriferous Mineral District of Curral Novo do Piauí. As a research performed by a company, the discussion about the costs and prioritization aspects were continuously considered. The manuscripts reflects these concerns, referring to the proposition of methods aimed at defining the geological environments conducive to the occurrence of magnetite iron formations and the definition of probability of occurrence of these environments during the research reconnaissance phase. In the introductory chapter are presented the geological context and also a discussion of types and genesis of banded iron formations. In these studies were applied several techniques, including multivariate statistics, digital image processing, systematic geological surface mapping, diamond drill surveys, petrographic characterization of rocks and exploration geophysics methods (magnetometric and radiometric).

A dissertação tem por cerne dois textos complementares, ambos refletindo o histórico de um programa de exploração mineral no distrito ferrífero de Curral Novo do Piauí. Como trabalho executado por empresa, a discussão sobre os custos e a definição de prioridades foram aspectos continuamente considerados. Assim os textos referidos refletem essas preocupações e se referem à proposição de métodos voltados à definição dos ambientes geológicos propícios à ocorrência de formações ferríferas à magnetita e à definição de probabilidade de ocorrências destes ambientes na fase de reconaissance da pesquisa. Na contextualização geológica do tema apresenta-se aspectos da geologia e uma discussão dos tipos e origens das formações ferríferas bandadas. Nos trabalhos foram aplicadas diversas técnicas, incluindo estatística multivariada, processamento digital de imagens, mapeamento geológico sistemático de superfície e subsuperfície em testemunhos de sondagens, caracterização petrográfica de rochas, geofísica de exploração a partir da utilização de métodos potenciais (magnetometria e radiometria). / This dissertation presents two complementary manuscripts, both reflecting the history of an exploration program in the Ferriferous Mineral District of Curral Novo do Piauí. As a research performed by a company, the discussion about the costs and prioritization aspects were continuously considered. The manuscripts reflects these concerns, referring to the proposition of methods aimed at defining the geological environments conducive to the occurrence of magnetite iron formations and the definition of probability of occurrence of these environments during the research reconnaissance phase. In the introductory chapter are presented the geological context and also a discussion of types and genesis of banded iron formations. In these studies were applied several techniques, including multivariate statistics, digital image processing, systematic geological surface mapping, diamond drill surveys, petrographic characterization of rocks and exploration geophysics methods (magnetometric and radiometric).

Ao sul da cidade de Corumbá, MS, ocorrem imponentes elevações topográficas constituídas por depósitos sedimentares neoproterozóicos do Grupo Jacadigo. Nessas montanhas, cujo conjunto é referido como Maciço do Urucum, assentam-se discordantemente sobre o embasamento rochas siliciclásticas da Formação Urucum com espessuras máximas da ordem de 200 a 300m. A seção continua com depósitos mistos de componentes siliciclásticos e GIFs (granular iron formations), por aproximadamente 100m, e com mais 300m de predomínio de BIFs (banded iron formations). Na periferia do Maciço do Urucum ocorrem rochas carbonáticas do Grupo Corumbá, principalmente das formações Bocaina e Tamengo. Foi esse o conjunto de rochas abordado no presente trabalho por estudos sedimentológicos e estratigráficos em escala de detalhe. A análise integrada de fácies e paleocorrentes permitiu interpretar os mecanismos tectônicos geradores de espaço de acomodação, a orientação da bacia sedimentar, a estruturação de seu preenchimento, implicações geotectônicas regionais e para modelos de deposição de formações ferríferas. Para o preenchimento da bacia, definida na presente dissertação como Bacia Jacadigo, foram interpretados 6 sistemas deposicionais: (I) sistemas de leques aluviais; (II) sistema lacustre; (III) sistema fluvial entrelaçado; (IV) sistema de corpo dágua principal; (V) sistema de fluxos gravitacionais subaquáticos; e (VI) sistema de plataforma carbonática. Esses sistemas foram classificados em 3 tratos tectônicos, sendo os 3 primeiros sistemas deposicionais, essencialmente siliciclásticos e continentais, referentes ao trato de iniciação do rift; os sistemas de corpo dágua principal e de fluxos gravitacionais associados correspondentes ao clímax do rift; e a plataforma carbonática referente ao pós-rift. Esse último caracterizado pela transição entre as formações Urucum e Bocaina, de modo que a classificação em tratos tectônicos reflete os significados geodinâmicos dos grupos Jacadigo e Corumbá. A distribuição espacial dos sistemas deposicionais e dos padrões de paleocorrentes levou à interpretação de uma orientação WNW-ESE para a zona de falhas mestras da Bacia Jacadigo. Essa interpretação implica na correlação do Grupo Jacadigo com a Faixa Chiquitos-Tucavaca e não com a Faixa Paraguai como proposto anteriormente. A distribuição das unidades neoproterozóicas no contexto geotectônico das faixas Chiquitos-Tucavaca e Paraguai levou a corroboração de um posicionamento adjacente da Bacia Jacadigo a uma junção tríplice supostamente soerguida por plumas mantélicas. Toda a sucessão do Grupo Jacadigo mais a sucessão do Morro do Puga, usualmente interpretadas como produtos de processos sedimentares sob influência glacial, foram interpretadas como resposta da sedimentação à tectônica na Bacia Jacadigo, sem necessariamente associação com processos glaciais. Foram distinguidos elementos estruturais da tectônica deformadora daqueles relativos à tectônica formadora do Grupo Jacadigo e sugerida uma conformação braquianticlinal das rochas aflorantes na área urbana de Corumbá, no Maciço do Urucum e nas áreas adjacentes. / At the south of Corumbá, Mato Grosso do Sul state, there are huge topographic elevations made of Jacadigo Groups neoproterozoic sedimentary deposits. Those mountains are known as Maciço do Urucum. The basal unit named Urucum Formation is composed by siliciclastic rocks with maximum thickness of 200 to 300m. The sucession continues with mixed GIF (granular iron formation) and siliciclastic deposits for approximately 100m, and more 300m of almost only BIFs (banded iron formations). In the surroundings of Maciço do Urucum there are carbonatic rocks from the Corumbá Group, mainly from Bocaina and Tamengo formations. This research presents detailed information about sedimentology and stratigraphy of the Maciço do Urucum area and surrounding rocks. The integrated facies and paleocurrents analysis produced the following interpretations: tectonic mechanisms responsible for accommodation spaces, sedimentary basin orientation, filling styles, regional geotectonic implication and iron formation depositional models. About the filling style, six depositional systems of the here named Jacadigo Basin were interpreted: (I) alluvial fan system; (II) lacustrine system; (III) fluvial braided system; (IV) main water body system; (V) subaquatic gravitational flow system; and (VI) carbonate platform system. Those systems were classified in three tectonic system tracts. The first three depositional systems are made of continental siliciclastics and refer to the rift initiation; the main water body and associated gravitational flow systems corresponds to the rift climax; and the carbonate platform to the post rift. The post rift is characterized by the transition between Urucum and Bocaina formations. This transition reflects the geodynamic significance of Jacadigo and Corumbá groups. The spatial distribution of the depositional systems and associated paleocurrent patterns indicated a WNW-ESE orientation to the master fault zone of Jacadigo Basin. This interpretation implies the correlation of Jacadigo Group and Chiquitos-Tucavaca Belt instead of Paraguai Belt, as proposed before. The neoproterozoic units distribution at the geotectonic context of Chiquitos-Tucavaca and Paraguai belts corroborated the adjacent position of Jacadigo Basin to a triple junction supposedly a plume generated uplift. Rocks of Jacadigo Group and Morro do Puga, usually interpreted as glacial deposits, are interpreted here as sedimentation response to tectonics with no necessary relation to glacial processes. Deformation and formation tectonic structural elements were distinguished and a braquianticlinal structure is suggested for the units in the Corumbá and Maciço do Urucum area.

O distrito ferrífero de Curral Novo é hospedado pelo Complexo Granjeiro Sul, situado na Zona Transversal, na porção sudoeste da Província Borborema, no estado do Piauí. Nesse distrito, formações ferríferas bandadas apresentam teor médio de 27,5% de Fe em recursos de mais de um bilhão de toneladas. Dados de campo, petrográficos, isotópicos, geoquímicos e geocronológicos possibilitaram a caracterização de uma associação de gnaisses e migmatitos com afinidade TTG e uma sequência metavulcanossedimentar com evidências de atividade exalativa de fundo oceânico com idade paleoarqueana. A suíte TTG do Complexo Granjeiro Sul apresenta grande variação química. Inclui tipicamente rochas magnesianas de composição cálcica a álcali-cálcica com baixo conteúdo de minerais máficos. Essas rochas possuem baixa concentração em elementos LILE e HFSE, significativo fracionamento de ETRL (La/YbN = 9,78-139,12) e anomalias levemente negativas de Eu (Eu/Eu* = 0,62-0,97), características de magmas gerados a partir de uma fonte de baixa pressão. Idades U-Pb em zircão obtidas em gnaisses TTG indicam cristalização do magma em 3349 ±15 Ma (MSWD = 0,62). A sequência metavulcanossedimentar do Complexo Granjeiro Sul é constituída por rochas metamáficas, metaultramáficas e formações ferríferas bandadas e interpretada como de idade próxima à da geração das rochas TTG do complexo. As rochas derivadas de protólitos ultramáficos e máficos apresentam composição komatiítica a basáltica e possuem gênese associada à fase de subducção entre duas placas oceânicas, apresentando afinidade química análoga a de rochas de arcos de ilhas modernos. As formações ferríferas bandadas apresentam fácies sedimentares óxido e silicato, com forte empobrecimento em HFSE e ETR e anomalias negativas de Ce (Ce/CeN = 0,04-0,37). Todo este conjunto de rochas arqueanas foi intrudido por corpos sienograníticos de idade de 2,651.8 ±8.9 Ma (MSWD = 1,5), pós- colisionais do tipo A2. Os sienitos são quimicamente classificadas como rochas metaluminosas a peraluminosas, cálcio-alcalinas de alto-K e ferrosas. Possuem leve enriquecimento de ETRL em relação aos ETRP e apresentam altos conteúdos de LILE e HFSE. Processos de alteração hidrotermal presentes nas encaixantes do minério de ferro e nas próprias formações ferríferas bandadas incluem silicificação, albitização, potassificação, carbonatização, sulfetação e reconcentração do ferro. Assinaturas de isótopos de enxofre (\'delta\'\'POT 34\'S = -3,11 a 2,03) em sulfetos hidrotermais sugerem fontes magmáticas para o enxofre associado ao sistema hidrotermal. As rochas do Complexo Granjeiro registraram ainda forte retrabalhamento crustal no Paleoproterozoico a partir do Riaciano (ca. 2,2 Ga), que resultou em metamorfismo das rochas metavulcanossedimentares, com picos que perduram até o Estateriano (ca. 1,7 Ga). / The Southern Granjeiro Complex hosts the Curral Novo do Piauí iron district, located in the Transversal Zone of the Borborema Province. In this district, banded iron formations have an average grade of 27.5% of Fe in resources of more than one billion tons. Field, petrographic, isotopic, geochemical, and geochronological data allowed the characterization of an association of gneisses and migmatites with TTG affinity and a Paleoarchean greenstone belt sequence with evidence of ocean floor exhalative activity. The TTG suite of the Southern Granjeiro Complex includes magnesian rocks of calcic to alkali-calcic affinity and low content of mafic minerals. These rocks have a low concentration of LILE and HFSE elements, significant fractionation of ETRL (La/YbN = 9.78-139.12) and slightly negative Eu anomaly (Eu/Eu* = 0.62-0.97). These characteristics are similar to that of TTG magmas generated from low-pressure sources. LA-ICP-MS U-Pb zircon ages obtained in TTG gneisses indicate magma crystallization at 3.349 ±15 Ma (MSWD = 0.62). The Southern Granjeiro metavolcanosedimentary sequence comprises metamafic and metaultramafic volcanic rocks and banded iron formation. These rocks derived from basaltic and komatiitic protoliths with chemical affinity to those formed in modern island arcs. The banded iron formation has oxide (magnetite-quartz) and silicate (grunerite-quartz) facies, with strong impoverishment in HFSE and ETR and negative Ce anomaly (Ce/CeN = 0.04-0.37). Post-collisional A2-type syenogranites (2.651.8 ±8.9 Ma; MSWD = 1.5) crosscut the Southern Granjeiro Complex. The syenogranites are ferroan, metaluminous to peraluminous and have a high-K calc-alkaline affinity. They have a slight enrichment of ETRL concerning ETRP and high contents of LILE and HFSE. Hydrothermal alteration processes in the banded iron formations and associated volcanic rocks include silicification, albitization, potassic alteration, carbonation, sulfide formation and iron reconcentration. Sulfur isotopes signatures (\'delta\'\'POT.34\'S = -3.11 to 2.03) of hydrothermal sulfides suggest magmatic sulfur sources associated with the hydrothermal system. The rocks of the Southern Granjeiro Complex still recorded strong crustal reworking and metamorphism in the Riacian (ca. 2.2 Ga) until the Staterian (ca. 1.7 Ga).

Ao sul da cidade de Corumbá, MS, ocorrem imponentes elevações topográficas constituídas por depósitos sedimentares neoproterozóicos do Grupo Jacadigo. Nessas montanhas, cujo conjunto é referido como Maciço do Urucum, assentam-se discordantemente sobre o embasamento rochas siliciclásticas da Formação Urucum com espessuras máximas da ordem de 200 a 300m. A seção continua com depósitos mistos de componentes siliciclásticos e GIFs (granular iron formations), por aproximadamente 100m, e com mais 300m de predomínio de BIFs (banded iron formations). Na periferia do Maciço do Urucum ocorrem rochas carbonáticas do Grupo Corumbá, principalmente das formações Bocaina e Tamengo. Foi esse o conjunto de rochas abordado no presente trabalho por estudos sedimentológicos e estratigráficos em escala de detalhe. A análise integrada de fácies e paleocorrentes permitiu interpretar os mecanismos tectônicos geradores de espaço de acomodação, a orientação da bacia sedimentar, a estruturação de seu preenchimento, implicações geotectônicas regionais e para modelos de deposição de formações ferríferas. Para o preenchimento da bacia, definida na presente dissertação como Bacia Jacadigo, foram interpretados 6 sistemas deposicionais: (I) sistemas de leques aluviais; (II) sistema lacustre; (III) sistema fluvial entrelaçado; (IV) sistema de corpo dágua principal; (V) sistema de fluxos gravitacionais subaquáticos; e (VI) sistema de plataforma carbonática. Esses sistemas foram classificados em 3 tratos tectônicos, sendo os 3 primeiros sistemas deposicionais, essencialmente siliciclásticos e continentais, referentes ao trato de iniciação do rift; os sistemas de corpo dágua principal e de fluxos gravitacionais associados correspondentes ao clímax do rift; e a plataforma carbonática referente ao pós-rift. Esse último caracterizado pela transição entre as formações Urucum e Bocaina, de modo que a classificação em tratos tectônicos reflete os significados geodinâmicos dos grupos Jacadigo e Corumbá. A distribuição espacial dos sistemas deposicionais e dos padrões de paleocorrentes levou à interpretação de uma orientação WNW-ESE para a zona de falhas mestras da Bacia Jacadigo. Essa interpretação implica na correlação do Grupo Jacadigo com a Faixa Chiquitos-Tucavaca e não com a Faixa Paraguai como proposto anteriormente. A distribuição das unidades neoproterozóicas no contexto geotectônico das faixas Chiquitos-Tucavaca e Paraguai levou a corroboração de um posicionamento adjacente da Bacia Jacadigo a uma junção tríplice supostamente soerguida por plumas mantélicas. Toda a sucessão do Grupo Jacadigo mais a sucessão do Morro do Puga, usualmente interpretadas como produtos de processos sedimentares sob influência glacial, foram interpretadas como resposta da sedimentação à tectônica na Bacia Jacadigo, sem necessariamente associação com processos glaciais. Foram distinguidos elementos estruturais da tectônica deformadora daqueles relativos à tectônica formadora do Grupo Jacadigo e sugerida uma conformação braquianticlinal das rochas aflorantes na área urbana de Corumbá, no Maciço do Urucum e nas áreas adjacentes. / At the south of Corumbá, Mato Grosso do Sul state, there are huge topographic elevations made of Jacadigo Groups neoproterozoic sedimentary deposits. Those mountains are known as Maciço do Urucum. The basal unit named Urucum Formation is composed by siliciclastic rocks with maximum thickness of 200 to 300m. The sucession continues with mixed GIF (granular iron formation) and siliciclastic deposits for approximately 100m, and more 300m of almost only BIFs (banded iron formations). In the surroundings of Maciço do Urucum there are carbonatic rocks from the Corumbá Group, mainly from Bocaina and Tamengo formations. This research presents detailed information about sedimentology and stratigraphy of the Maciço do Urucum area and surrounding rocks. The integrated facies and paleocurrents analysis produced the following interpretations: tectonic mechanisms responsible for accommodation spaces, sedimentary basin orientation, filling styles, regional geotectonic implication and iron formation depositional models. About the filling style, six depositional systems of the here named Jacadigo Basin were interpreted: (I) alluvial fan system; (II) lacustrine system; (III) fluvial braided system; (IV) main water body system; (V) subaquatic gravitational flow system; and (VI) carbonate platform system. Those systems were classified in three tectonic system tracts. The first three depositional systems are made of continental siliciclastics and refer to the rift initiation; the main water body and associated gravitational flow systems corresponds to the rift climax; and the carbonate platform to the post rift. The post rift is characterized by the transition between Urucum and Bocaina formations. This transition reflects the geodynamic significance of Jacadigo and Corumbá groups. The spatial distribution of the depositional systems and associated paleocurrent patterns indicated a WNW-ESE orientation to the master fault zone of Jacadigo Basin. This interpretation implies the correlation of Jacadigo Group and Chiquitos-Tucavaca Belt instead of Paraguai Belt, as proposed before. The neoproterozoic units distribution at the geotectonic context of Chiquitos-Tucavaca and Paraguai belts corroborated the adjacent position of Jacadigo Basin to a triple junction supposedly a plume generated uplift. Rocks of Jacadigo Group and Morro do Puga, usually interpreted as glacial deposits, are interpreted here as sedimentation response to tectonics with no necessary relation to glacial processes. Deformation and formation tectonic structural elements were distinguished and a braquianticlinal structure is suggested for the units in the Corumbá and Maciço do Urucum area.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A formação ferrífera do Serrote do Breu e de Alto das Pedras localiza-se no município de Campo Grande, Estado de Alagoas e está sendo pesquisada quanto ao seu potencial como minério de ferro. Ela está inserida em um domo de embasamento arqueano no interior da Faixa Sergipana, o Domo de Jirau de Ponciano. A área de estudo é caracterizada por dois altos topográficos denominados Serrote do Breu e Alto das Pedras, sustentados pela formação ferrífera, e que representam flancos opostos de um sinformal inclinado, com direção N60W e forte mergulho para sul, e extensão total de aproximadamente 2 km. A formação ferrífera ocorre em diversas camadas intercaladas em gnaisses quartzo-feldspáticos e em rochas metamáficas. Os primeiros foram agrupados na unidade de gnaisses quartzo-feldspáticos e as últimas na suíte intrusiva máfica-ultramáfica. Na porção interior do sinformal estão quartzitos e paragnaisses agrupados na unidade metassedimentar e cortando essas unidades há uma unidade de pegmatitos. A formação ferrífera é constituída por quartzo, hematita, anfibólio e magnetita. O anfibólio é em geral cummingtonita, mas riebeckita também ocorre subordinadamente. Os teores médios de SiO2, e Fe2O3t são 43,1% e 50,7%, respectivamente, e, assim como os demais elementos maiores, são compatíveis com outras formações ferríferas do mundo. Com base na petrografia e geoquímica de elementos terras raras os gnaisses quartzo-feldspáticos foram divididos em gnaisses bandados e gnaisses com titanita. Ambos apresentam composição riolítica e trend calcio-alcalino. Já as rochas metamáficas e metaultramáficas apresentam composição basáltica a andesítica e trend toleítico completamente dissociado daquele dos gnaisses. Acredita-se que os gnaisses quartzo-feldspáticos e as rochas metamáficas e metaultramáficas tenham se formado em ambientes tectônicos totalmente distintos, com as últimas tendo se formado provavelmente intrusivas nos primeiros. / Serrote do Breu and Alto das Pedras are located in the municipality of Campo Grande, in the State of Alagoas where an iron-formation occurs. It is currently being explored for its potential for hosting an iron ore deposit. It is tectonically settled inside Jirau do Ponciano Dome, an Archean basement within Sergipano Belt. Serrote do Breu and Alto das Pedras are two topographic highs totaling 2 km in length, marked by outcrops of iron-formation which represent opposite limbs of an inclined sinformal elongated N60W and dipping steeply to the South. This iron-formation comprises of several layers intercalated with quartz-feldspathic and metamafic rocks. The former were grouped into quartz-feldspathic gneisses unit and the latter into mafic-ultramafic intrusive suite. Quartzites and paragneisses were mapped and grouped into metasedimentary unit and all units are cross-cutted by pegmatites unit. Iron-formation is constituted by quartz, hematite, amphibole and magnetite. Amphibole is commonly cummingtonite, but riebeckite also occurs. Average grades for SiO2 and Fe2O3t are 43,1% and 50,7%, respectively, and along with other major elements, are similar to other iron-formations of the world. Considering petrographical and geochemical data, quartz-feldspathic gneisses were divided into banded gneisses and sphene-bearing gneisses although both presents rhyolitic composition and calc-alkaline trends. Metamafic and metaultramafic rocks present basaltic to andesitic composition and show a tholeiitic trend completely different from that of gneisses. It is proposed here that these distinct rocks were formed in completely different tectonic settings with the latter being probably intrusive in the former.