Depósitos de enriquecimento supergênico

Depósitos de enriquecimento

supergênico

• Os depósitos de enriquecimento

supergênico ocorrem em sub-superfície

na altura e abaixo do lençol freático.

• Pode haver uma gradação perfeita entre

os depósitos de concentração residual e

os depósitos de enriquecimento

supergênico.

Depósitos de enriquecimento

supergênico

Chuquicamata, Chile. Camada preta rica em óxidos-

hidróxidos de Fe. Camada branca zona do minério de Cu

supergênico. Bancada tem 50m cada.

As principais reações químicas

associadas aos processos supergênicos

são:

hidrólise (dissolução dos minerais pela

água)

acidificação, dissolução dos minerais por

ácidos.

Depósitos de enriquecimento

supergênico

• rocha fonte porosa e permeável à água

meteórica;

• conter pirita em abundância para produzir

ácidos oxidantes;

• conter minerais metálicos solúveis em

ácidos;

• e um ambiente com precipitação pluvial

alta.

O enriquecimento supergênico

de sulfetos depende:

• Muita chuva

• Pirita

• Metais

solúveis em

ácido

• Rocha

porosa

• Cu é o principal elemento.

• Muitos dos depósitos econômicos de Cu-

pórfiro do mundo devem sua viabilidade

econômica a enriquecimento supergênico.

Depósitos de enriquecimento

supergênico

Superf. freática

Muita chuva O2 CO2

py H2SO4

óxidos

Sulfetos primários,

ou hipogênicos,

ou protominério

O perfil supergênico pode ser subdividido em

três zonas principais denominadas de:

• zona oxidada

• zona cimentada ou de enriquecimento supergênico

• zona hipogênica ou protominério

A Zona de aeração,

dissolução, oxidação

B Zona de saturação

ou cimentação ou

enriquecimento superg.

C Zona de estagnação

ou zona do proto-minérioSulfetos primários,

ou hipogênicos,

ou protominério

óxidos

Superf. freática

minério (Sulfetos)

secundário ou

supergênico

O2 CO2

• Exemplo de enriquecimento supergênico –

Andes – parte verde marca o freático.

A zona oxidada pode ser subdividida em três

sub-zonas:

• gossan ou chapéu de ferro

• subzona lixiviada

• minério oxidado: sulfatos, carbonatos, óxidos

ex. crisocola, cuprita e malaquita

Gossan ou chapéu de ferro

Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

Zona lixiviada

Goetita e llimonita

Azurita e malaquita

Barita, galena e cerucita

O processo opera em 4 estágios

• 1) oxidação e hidratação (chapéu de

ferro) e dissolução na zona de oxidação

(pirita)

• 2) lixiviação de metais e movimento

descendente

• 3) Deposição na zona de oxidação

• 4) deposição de sulfetos supergênicos

Minério

• Abaixo do lençol freático, as rochas e o minério permanecem sempre embebidos em água.

• A circulação é muito lenta e com o ambiente redutor, reduz a água meteórica ao campo de estabilidade dos sulfetos.

• depositam os elementos dissolvidos na zona superior:

• a zona de cimentação ou zona de enriquecimento supergênico.

minério (Sulfetos)

secundário ou

supergênico

minério (Sulfetos)

secundário ou

supergênico

calcocita

covelita

Cu2+/HS- >

Cu2+/HS- <

Minério

• Apresenta coloração cinza esverdeada, característica de zonas redutoras.

• Os sulfetos interagem e o cobre dissolvido na zona superior e é reprecipitado.

• Calcocita contém 79,8% de Cu

• covelita 66,4% de Cu,

• As duas fórmulas (Cu2S e CuS) refletem esta diferença.

Covelita CuS

Covelita e enxofre

Calcocita Cu2S

Geoquímica e mineralogia• O processo principal – oxidação de sulfetos:

• íons de hidrogênio e sulfatos,

• o Eh e pH são importantes controladores.

• chapéu de ferro:

• 2FeS2 + 7O2 +2H2O 2FeSO4 (aq)+ 2H2SO4 (aq)

ou

• 2FeS2 + 7,5O2 +4H2O Fe2O3 + 2H2SO4 (aq)

pirita hematita

Goetita, hematita e limonita

Geoquímica e mineralogia• Ácido sulfúrico e sulfatos férricos atuam como

solventes potentes de outros sulfetos metálicos.

• Se a acidez das águas percolantes, pelo depósito

mineral, é mantida, elementos como Cu, Ag, e Zn são

lixiviados.

• Estas soluções ácidas lixiviam a zona oxidada,

gerando uma zona desprovida de cátions abaixo do

gossan – zona de lixiviação

• Gossan ou chapéu de ferro

zona de lixiviação

Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

Geoquímica e mineralogia• Se ocorrer a neutralização das águas ácidas

por rochas encaixantes reativas, como rochas

carbonáticas, levam os metais dissolvidos a re-

precipitarem como minerais estáveis.

• Esta zona acima da superfície freática é rica

em sulfatos, carbonatos, óxidos do minério.

Gossan ou chapéu de ferro

zona de lixiviação

Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

Zona de

oxidação

Geoquímica e mineralogia

• O ferro permanece estável em solução mantendo o

fluido ácido e redutor.

• ambiente onde vários sulfetos são dissolvidos:

calcopirita, calcocita, bornita.

CuFeS2 + 8,5O2 + 2H2O Fe2O3 + 2Cu2+ + 4SO4 (aq) + 4H+

Calcopirita hematita

CuFeS2 + 8Fe2(SO4)3 + 8H2O 17FeSO4 + 2CuSO4 (aq) + 2H2SO4 (aq)

Calcopirita

Gossan ou chapéu de ferro

zona de lixiviação

Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

Geoquímica e mineralogia

• O H2SO4 liberado pela oxidação dos sulfetos (ex.

calcopirita) ajuda a manter o Cu em solução como

sulfato de cobre.

• Nas porções superiores dos depósitos de cobre

supergênicos pode ocorrer óxidos:

• Cuo + Cu2O + O2 3CuO

cuprita tenorita

Gossan ou chapéu de ferro

zona de lixiviação

Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

cuprita

Azurita e malaquita

Geoquímica e mineralogia

• Na presença de calcários, soluções cupríferas

reagem com CO2, derivado dos carbonatos, para

formar os carbonatos hidratados de cobre:

• 2CuO + CO2 + H2O Cu2(OH)2CO3

• tenorita malaquita

• 3CuO + 2CO2 + H2O Cu3(OH)2(CO3)2

• tenorita azurita

Gossan ou chapéu de ferro

zona de lixiviação

Superfície freática minério oxidado (sulfatos)

crisocola

Anglesita e malaquita

Geoquímica e mineralogia

• Caso os sulfatos gerados na zona de oxidação não possam

ser neutralizados, vão migrar descendentemente até

encontrarem o minério sulfetado primário:

• CuSO4 + Fe2 S FeSO4 + CuS

• Reações deste tipo formam os sulfetos supergênicos,

pela reação dos sulfatos vindos da zona de oxidação com

sulfetos primários, hipogênicos.

• A covelita, calcocita e violarita (sulfetos de Cu e Ni) são

minerais típicos desta zona de cimentação.

violarita

• Exemplos de

depósitos

Zona oxidada

Enriquecimento

supergênico

proto

ore

CC

CV

Chumbo e zinco

• Fora o cobre outros metais em sulfetos podem

ser oxidados como o chumbo:

• PbS + 2O2 PbSO4

galena anglesita

• Na presença de calcário, galena oxida para

cerussita, um carbonato insolúvel.

• PbS + H2O + CO2 + 2O2

PbCO3 + SO4 + 2H+

Anglesita cerussita

Três tipos principais

• Formação de nuggets de ouro

• Enriquecimento de Cu-pórfiro

• Enriquecimento de BIF

Enriquecimento de BIF

Nugget de ouro

Gossan

Descriminação de gossan

Descriminação de gossans

• Gossan – concentração maciça de limonita

formada por veios de sulfeto ou minério de

sulfeto maciço.

Descriminação de gossans

• Limonita residual, e outros produtos de Fe, é guia para minério em cobertura residual.

• Elemento traço: minério x limonita laterítica, bog-Fe x produtos de py hidrotermal estéril, py singenética, carbonatos de Fe.

• Gossan – concentração maciça de limonitaformado por veios de sulfeto ou minério de sulfeto maciço.

Formação de gossans

• Py Fe(OH)3 + H2SO4

COLÓIDE

Fe(OH)3 amorfo- fase de

absorção de metais)

goetita ou hematita (engrossa o grão –

diminui a afinidade de absorção)

ZnAg

Pb Co

Cu

O perfil supergênico pode ser subdividido em

três zonas principais denominadas de:

• zona oxidada;

• zona cimentada ou de enriquecimento supergênico;

• zona hipogênica ou protominério.

A Zona de aeração,

dissolução, oxidação

B Zona de saturação

ou cimentação ou

enriquecimento superg.

C Zona de estagnação

ou zona do proto-minério

óxidos

Superf. freática

minério (Sulfetos)

secundário ou

supergênico

Sulfetos primários,

ou hipogênicos,

ou protominério

O2 CO2

O perfil supergênico pode ser subdividido em

três zonas principais denominadas de:

• zona oxidada;

• zona cimentada ou de enriquecimento supergênico;

• zona hipogênica ou protominério.

Gossan ou chapéu de ferro

A Zona de aeração,

dissolução, oxidação

B Zona de saturação

ou cimentação ou

enriquecimento superg.

C Zona de estagnação

ou zona do proto-minério

óxidos

Superf. freática

minério (Sulfetos)

secundário ou

supergênico

Sulfetos primários,

ou hipogênicos,

ou protominério

O2 CO2

Descriminação de gossans

Adsorção de elementos - traço nos óxidos

hidratados amorfos podem dar boas

indicações:

• Pb, Cu, Ag (< Zn), quando cristalizam em

hematita e goetita, adsorvem os metais na

estrutura.

• Mo, As e Se (adsorvidos por FeO2,

em condições ácidas )

Carapaça endurecida ferruginosa.

Gossan

• enriquecimento

supergênico

Laterização em bif: Serra da Rola Moça, BH

Discriminação de gossans

Diagrama triangular Ni-Cu-Zn utilizado para discriminar derdadeiros e falsos gossans de Fortaleza de Minas (Taufen & Brenner 1987)

• Enriquecimento Cu no minério primário pent-po-ccpy, gossan verdadeiro.

• Soluções ácidas (pH 3), oxidação dos sulfetos, lixivia o Zn.

• Alteração de máficas e ultramáficas não gera soluções ácidas e não mobiliza o Zn.

• pH hidro Fe3+ 2

• pH hidro Cu2+ 5,3

• pH hidro Zn2+ 7

Combinações para

Minério de Ni-Cu

Alto Cu e Ni e

baixo Mn e Cr

Campo de

gossan

verdadeiro

Campo de

gossan

falso

Gossan Ni

Gossan chert

Sulfetado

Falso gossan

Pium

-

Hi

Ultrabásica – 3116m.a

Complexos ortognaissicos

Greenstone belts Fortaleza de Minas (fm),

Rio Mata Cavalo (mc) 2971 m.a. e Serro (Se)

Greenstone belt Pium-Hi

NPaa - Grupo Araxá (Neoproterozóico)

Complexo Varginha-Guaxupé (Mesoproterozóico

Grupo Bambuí

Fortaleza de

Minas

Saída de campo

Prospecção 2006

Vista parcial do Passivo da Plumbum em Adrianópolis.

Adrianópolis, Ribeira - Vale da Ribeira

Divisa

Adrianópolis

– Ribeira

(SP)

• Trabalhos de prospecção em cavas

antigas.

• Mina

subterrânea de

Panelas

• Interação hipogênica supergênica em depósito Cu pórfiro.

Lençol de

enriquecimentoCC

CV

• Cor esverdeada, efeito da Mineralização supergênica. Radomiro Tomic Porphyry Copper Deposit, Chile.

• Enriquecimento supergênico, Chile.

• Cores amarronzadas da zona de

oxidação, do depósito de enriquecimento

supergênico. Mina de Silver Bell.

• Silver Bell North pit.

• Cores de embassamento típicas de hidróxidos de Fe (possivelmente goetitaou lepidocrossita) formado na superfície da rocha. Cores formadas por finas camadas dos hidróxidos na sujperfície da rocha e não por elementos traços. Open pit 2, Transaction mine, Rodalquilar District, Spain.

• Erdenet Copper mine, Mongólia

• Calcocita – Cu2S

• Covelita - CuS

• Digenita – Cu9S5

• Cubanita - CuFe2S3

• Cuprita – Cu2O