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Previous issue date: 1981-11-19 / O presente trabalho focaliza a alteração supergênica das rochas vulcânicas básicas do Grupo Grão Pará e aponta evidências que podem sustentar ser o depósito de bauxita da clareira N5-Serra dos Carajás um produto extremo dessa alteração. Na impossibilidade de se observar um perfil continuo que demonstrasse diretamente esse laço genético, testou-se esta hipótese com um perfil composto aproveitando-se as informações de sub superfície da clareira N4 contígua, onde testemunhos de sondagens existentes revelam toda a seqüência intemperizada até a rocha básica sã. Os níveis bauxíticos e lateriticos, apenas desenvolvidos em N5, foram então integrados a essa seqüência compondo os horizontes mais superficiais e tomados, por conseguinte, como materiais formados in situ. As rochas básicas são de idade pré-cambriana e foram classificadas como basaltos toleiticos com tendência ao campo composicional das suítes calco-alcalinas que ocorrem nos arcos de ilhas modernos (diagrama TiO2-Zr/P2O5). A assembléia mineralógica primária é composta dominantemente por labradorita e pigeonita-augita, tendo como acessórios principais zircão, ilmenita e opacos. Eventos hidrotermais causaram modificações mineralógicas nessas rochas produzindo clorita, epidoto, calcita, sericita, anfibólio e quartzo. Profundas mudanças nas composições química e mineralógica dessas rochas vulcânicas foram induzidas pela ação intempárica e puderam ser avaliadas desde profundidades da ordem de 140 m até a superfície. O material semidecomposto mostrou perdas significantes de CaO, Na2O e FeO (este por oxidação parcial à Fe+3) e perdas menos expressivas de SiO2, MgO e K2O. Em contrapartida, houve um enriquecimento relativo de Fe2O3, Al2O3, TiO2 e P2O5, além de substancial entrada de H2O. Dentro desse quadro químico, se estabilizaram novas fases mineralógicas, representadas, em ordem de abundância, por clorita, esmectita-clorita, opacos e quartzo. Os horizontes mais superficiais, correspondendo a um estágio mais avançado da alteração, apresentaram uma perda praticamente total dos álcalis, MgO e CaO, com SiO2 baixando a teores da ordem de 40% dos valores iniciais. Isto favoreceu ganhos relativos ainda maiores de Fe2O3, Al2O3, TiO2, P2O5 e H2O em relação ao estágio anterior. As assembléias mineralógicas resultantes passaram, então, a ser dominadas por caulinita, goetita e óxidos de titánio, e secundariamente por gibbsita e quartzo. Concentrações de Cr, Ni, Co e Zr foram determinadas tanto nos basaltos como nos correspondentes intemperizados, verificando-se fatores de enriquecimento da ordem de 1,5 a 5,0, progressivos em geral, em direção ã superfície, o que vem demonstrar a maior ou menor mobilidade desses elementos no ambiente supergenico. Cr, Ni e Co foram retidos por coprecipitação juntamente com os hidróxidos de Fe e Zr foi mantido pela presença do zircão como mineral residual. O depósito de bauxita de N5, por sua vez, é constituido por uma camada superficial com espessura variável entre 4 e 7 m e cerca de 3,0% de SiO2, 2,3% de TiO2, 47,0% de Al2O3, 23,0% de Fe2O3 e 24,0% de voláteis, sendo a natureza do material bauxítico a base de gibbsita, caulinita, óxidos de Ti e goetita. As camadas subjacentes tem diferenças químicas marcantes, com composições mineralógicas que diferem muito mais pelo grau de abundância de determinadas fases do que pela espécie. De cima para baixo observa-se uma crosta lateritica de espessura em torno de 10 m, uma argila gibbsítica que não ultrapassa 35 m de espessura e um horizonte argiloso de espessura indefinida. A crosta laterítica mostrou uma composição química com cerca de 6,0% de SiO2, 2,0% de TiO2, 28,0% de Al2O3, 47,0% de Fe2O3 e 19,0% de voláteis e uma mineralogia dominada por hematita, caulinita, hidróxidos de Fe, óxidos de Ti e quantidades subordinadas de gibbsita. Já a argila gibbsítica apresentou teores médios de 24,0%, 2,0%, 28,0%, 32,0% e 13,0% e o horizonte argiloso teores de 47,0%, 1,5%, 20,0%, 22,0% e 7,5% respectivamente para SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3 e voláteis. As assembléias mineralógicas desses dois últimos níveis são dominadas por caulinita, gibbsita, óxidos de Fe, aparecendo hematita apenas na argila gibbsitica e goetita e quartzo apenas no horizonte argiloso. Análises de elementos, menores e traços em amostras dos quatro horizontes que compõem a seqüência de N5 mostraram que há, de um modo geral, um aumento progressivo em direção à superfície dos teores de Ti, Zr e Nb, enquanto que o Ni mostra uma tendência inversa. O Cr tem distribuição bi-modal com as 3 maiores concentrações ocorrendo na crosta laterítica e no horizonte argiloso. A distribuição do Co é semelhante a do Ni, se bem que mais errática. A identificação de minerais pesados em amostras tanto de basaltos totalmente decompostos como do material bauxítico apontou a mesma assembléia, constituída dominantemente por ilmenita, zircão, rutilo e turmalina, este ultimo mineral encontra do em maior abundância na bauxita. Análises de B nos diversos horizontes de ambas as seqüências (N4 e N5) indicaram teores que variaram entre 70 e 100 ppm, justificando a provável presença de turmalina mesmo nas rochas onde não foi possível a extração de minerais pesados. A integração de todos estes dados permitiu interpretar a bauxita como um depósito residual da alteração supergênica das rochas vulcãnicas do Grupo Grão Pará com base em: 1) identidades mineralógica e química das duas seqüências, especialmente o basalto decomposto de N4 e a argila gibbsitica de N5 e correspondência química que sugere ser o horizonte argiloso um estágio de alteração intermediária entre os basaltos semidecomposto e decomposto; 2) presença de gibbsita no basalto decomposto sugerindo um estágio de evolução que, dado o tempo devido e as condições apropriadas, poderia conduzir a um material progressivamente enriquecido em alumina; 3) elementos traços típicos de rochas básicas presentes no depósito de bauxita em concentrações relativamente altas e, aceito o laço genético, mostrando fatores de enriquecimento ou empobrecimento ao longo de uma tendência comum desde o basalto até a bauxita e 4) mesma suite de minerais pesados para os basaltos e a bauxita. Especial atenção foi dada a crosta laterítica que se formou subjacentemente ao depósito de bauxita, sendo interpreta da como resultado da mobilidade relativa do Fe e A,e sob condições de Eh e pH que favoreceram o movimento descendente do ferro e a fixação do At. nos horizontes superficiais. / The present study deals with the supergene alteration of the basic volcanic rocks of the Grão Pará Group and gathers evidences that support the N5 bauxite deposit (Carajás Sierra) to be an extreme product of this alteration. In the lack of a continuous profile, this hypothesis was tested with a composed profile using the subsurface information available for the contiguous N4 plateau where the whole weathered sequence could be observed. The bauxite-rich and lateritic horizons, only developed in N5, were then assumed to be a part of that sequence and taken as its more superficial levels. The basic volcanic rocks are of precambrian age and were classified as tholeiitic basalts compositionally similar to those of the calc-alkaline suites that occur in modern island ares (TiO2-Zr/P2O5 diagram). The primary mineral assembly is dominantly composed of labradorite and pigeonite-augite and has zircon, ilmenite and opaque minerals as the major accessory phases. Hydrothermal activity caused mineralogical changes in theses rocks producing chlorite, epidote, calcite, sericite, amphibole and quartz. Significant chemical and mineralogical changes were induced by the weathering in these rocks and could be evaluated to depths up to 140 m. The serbidecomposed material showed substantial losses of CaO, Na2O and FeO (this due to partial oxidation to Fe+3) and less important lasses of SiO2, MgO and K2O. In contraposition there was relative enrichment of Fe2O3, Al2O3, TiO2 and P2O5 besides major gains of H2O. This new chemical environment favored the formation of compatible stable phases represented, in order of abundance, by chlorite, smectite-chlorite, opaque minerals and quartz. The totally decomposed basalts revealed an aimost complete loss of alkalls, MgO and CaO, with SiO2 contents dimishing to values of approximately 40% of its initial quantities. This enhanced great relative gains of Fe2O3, Al2O3, TiO2 and P2O5 and H2O with respect to the previous alterations stage. The resulting mineral assembly turned out be dominated by kaolinite, goethite and titanium oxides, and secondarily by gibbsite and quartz. Determinations of Cr, Ni, Co and Zr were done for both the bas.alts and its weathered equivalents. Enrichment factors of the order of 1.5 to 5.0 generally progressive towards the surface indicate the greater or lesser mobility of these elements within the supergene environment. Cr, Ni and Co were retained by coprecitpitation with iron hidroxides while Zr was accounted for by the preservation of zircon as a residual mineral. The N5 bauxite deposit consists of a gibbsite-rich upper layer with an average thickness of 4.7 m and average chemical composition of 3-.13% SiO2, 2.3% TiO2, 47.0% Al2O3, 23.0% Fe2O3 and 24.0% volatiles. Mineralogically it is composed of gibbsite, kaolinite, titanium oxides and iron hidroxides (goethite). The subjacent layers show distinct chemical constitution but the mineral suites differ in the proportions rather than in the kinds of the phases present. Downwards it is observed 1) a lateritic crust as thick as 10 m, 2) a gibbsite-rich clay that do not exceed 35 m in thickness and 3) an argillaceous horizon of indefinite thickness. The lateritic crust has an average chemical composition of 3.6% SiO2, 2.0% TiO2, 28.0% Al2O3, 47.0% Fe2O3 and 19.0% volatiles, and a mineralogy dominated by hematite, kaolinite, iron hidroxides, titanium oxides and subordinate quantities of gibbsite. The gibbsite-rich clay has average proportions of 24.0%, 2.0%, 28.0%, 32.0% and 13.0.% for SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3 and volatiles respectively while the argillaceous horizon shows average proportions of 47.0%, 1.5%, 20.0%, 22.0% and 7.5% for these same components in that order. The mineral assembly of these two last levels is dominated by kaolinite, gibbsite, titanium oxides and iron hydroxides although hematite appears only in the gibbsite-rich clay while goethite and quartz appear, only ,in, the argillacebus horizon. The identification of heavy minerals in samples of both the decomposed basalt and the bauxite material revealed the same suite consisting of ilmenite, zircon and tourmaline, the latter mineral being found in greater abundances in the bauxite. Boron determinations from samples of the various horizons of both sequentes (N4 and N5) indicated contente that varied from 70 to 100 ppm, justifying /the probable presence of tourmaline even in the rocks from which was not possible to separate heavy minerals. The integration of all these data allowed the interpretation of the N5 bauxite plateau as a residual deposit of the supergene alteration of the volcanic basic rocks of the Grão Pará. Group with basis on 1) the chemical and mineralogical identities between the two sequences, especially the decomposed basalt and the gibbsite-rich clay, 2) the chemical correspondente that suggests the argillaceous horizon to be an intermediate stage of alteration between the semidecomposed and the decomposed basalt, 3) the presence of gibbsite in the decomposed basalt suggesting a stage of evolution which, given enough time and the appropriate conditions, could produce a material progressively rich in alumina and 4) typical trace elements of basic rocks present in relatively high concentrations in the bauxite deposit and, taken the genetic link for granted, showing enrichment or impoverishment factors along a common trend from the unaltered basalt to the bauxite material. Special attention was paid to the lateritic crust that formed underlying the bauxite deposit. It has been interpreted as a result of the relativo mobility of Fe and Pd, under Eh-pH conditions that favored the descending movement of Fe and the fixation of in the upper horizons.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/8703 |
| Date | 19 November 1981 |
| Creators | LEMOS, Vanda Porpino |
| Contributors | VILLAS, Raimundo Netuno Nobre |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica, UFPA, Brasil, Instituto de Geociências |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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