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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.1994.tde-18112015-105504
Documento
Autor
Nome completo
Maria Luiza Melchert de Carvalho e Silva
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1994
Orientador
Banca examinadora
Oliveira, Sonia Maria Barros de (Presidente)
Born, Helmut
Costa, Marcondes Lima da
Melfi, Adolpho José
Valarelli, José Vicente
Título em português
Cristaloquímica dos minerais do lateritico de niquel: o exemplo do vermelho, Serra dos Carajas (PA)
Palavras-chave em português
Cristaloquímica
Níquel
Serra dos Carajás (PA)
Resumo em português
Nos depósitos lateríticos de níquel, em função das condições morfoclimáticas e estruturais que reinaram durante o período de desenvolvimento do perfil de alteração, o níquel pode estar associado a várias fases minerais, de tal forma que importantes diferenças na composição do minério são registradas, tanto dentro de um mesmo depósito, quanto entre depósitos de diferentes regiões. A alteração intempérica dos dois corpos de rochas ultramáficas (V1 e V2) do Vermelho, serra dos Carajás (PA) levou à formação de um depósito laterítico de níquel com teores médios da ordem de 1,2% a 1,8%Ni, de acordo com os cálculos de reservas efetuados pela Rio Doce Geologia e Mineração S/A - DOCEGEO. Dois tipos de minério foram definidos para este depósito: o minério silicatado, constituído principalmente por serpentinas acompanhadas por cloritas, esmectitas, opacos e quartzo em menor proporção, com teores médios mais elevados, e o minério oxidado, onde a goethita é o mineral predominante e podem ocorrer também, esmectitas, cloritas, quartzo e opacos. No entanto, como é habitual neste tipo de perfil, estes teores não são devidos a minerais neoformados de níquel. Os teores médios são, portanto, resultado da presença do níquel em uma ou várias das fases minerais presentes no minério. Neste trabalho, amostras provenientes de alguns poços de pesquisa abertos pela DOCEGEO, tanto no corpo V1 quanto no corpo V2, foram estudadas detalhadamente, após descrição petrográfica, com auxilio de técnicas como difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura e de transmissão (MEV-MET), microssonda eletrônica (ME), espectroscopia do infravermelho (IV), espectroscopia Mössbauer. Com base nos dados de composição química e mineralógica, as amostras foram classificadas em três tipos: rocha fresca a parcialmente alterada, minério silicatado e minério oxidado. Na rocha fresca, os teores médios de níquel situam-se em torno de 0,3%NiO e o níquel está presente nas serpentinas, cloritas e flogopitas, em teores da mesma ordem. No minério silicatado, o níquel está igualmente distribuído nas serpentinas, que são nos minerais mais abundantes, e nas cloritas e, em menor quantidade, ocorre nos produtos amorfos e goethita que começam a se formar neste nível. Os silicatos, de origem hipógena se enriquecem incorporando o níquel liberado durante as transformações minerais que se processam nos níveis superiores do perfil de alteração, chegando a teores da ordem de 2-3%NiO. Nas demais fases minerais os teores são da ordem de 1,5%. No minério oxidado, a serpentina desaparece e o níquel associa-se à goethita e às cloritas. Quando ocorrem bolsões de quartzo neste nível, as esmectitas e o talco mal cristalizado associados são também portadores de níquel. As cloritas do minério oxidado, que chegam a conter até 15% de NiO, constituem a fase mineral que mais concentra níquel, o qual situa-se, principalmente, na camada brucítica, em substituição ao Mg. No entanto, apesar de apresentar teores bem mais baixos (1,5%), a principal fase mineral portadora de níquel é a goethita, por ser o mineral mais abundante. Indicações de substituição diadóquica de Fe pelo Ni nestes minerais foram obtidas através de estudos de detalhe. As esmectitas, com cerca de 9% de NiO, e o talco niquelífero são minerais que, quando presentes, causam um aumento do teor médio de níquel do minério oxidado que chega a valores anômalos da ordem de 5%NiO. Nas esmectitas, do tipo nontronitas, o níquel encontra-se na camada octaédrica, distribuído em domínios alternados e domínios ferríferos. Devido à alta concentração de níquel nas cloritas e nas esmectitas, esses minerais têm um papel importante na composição do teor médio do minério nos níveis onde estão presentes. No corpo V2, onde as cloritas são mais abundantes, o minério oxidado possui teores de níquel mais elevados do que no corpo V1. O teor médio no minério oxidado, de 1,2%Nio, é inferior aos teores das fases portadoras de níquel, cloritas e goethita. Essa diluição é devida à presença de opacos e microssilicificações no plasma goethítico que não contém níquel. A originalidade do depósito de níquel do Vermelho está, ao contrário do estabelecido para os demais depósitos deste tipo, na presença, no minério oxidado, de outra fase mineral além da goethita como concentradora de níquel, as cloritas niquelíferas.
Título em inglês
not available
Palavras-chave em inglês
not available
Resumo em inglês
Weathering of two ultramafic bodies (V1 and V2) of the Vermelho sector of the Serra dos Carajás (PA) led to the formation of lateritic nickel deposit with mean Ni contents of about 1.2% and 1.8%, according to reserves calculations by Rio Doce Geologia e Mineração S/A- DOCEGEO. Two ore types were defined for this sector: the silicate ore, richer in Ni, is mainly composed of serpentine accompanied by chlorite, smectite, opaque minerals and a lower quartz content; and the oxide ore in which goethite is the main mineral, but in which smectite, chlorite, quartz and opaque minerals are also found. On the other hand, as is common in this type of situation, the nickel concentrations are not due to the presence of newly-formed nickel minerals, but to its presence in one or other of the major minerals of the ore. In this study, samples from DOCEGEO prospection pits opened in the V1 and V2 bodies were subjected to detailed study, including initial petrographic examinations followed by X-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy, electron microprobe and Fourier transform infrared and Mossbauer spectrometry studies. The chemical and mineralogical compositions allow the samples to be classified in three types: fresh to partially altered rock, silicate ore and oxide ore. In fresh rock, mean Ni concentrations are around 0.3% NiO, and Ni is present in serpentite, chlorite and phlogopite, in which the concentrations are of roughly the same order. In the silicate ore, Ni is equally distributed between serpentine - the most abundant mineral - and chlorite, and occurs in lesser quantity in amorphous products and goethite, which being to appear in this ore type. The hypogene silicates become enriched in Ni by incorporation of Ni liberated during the mineral transformations which occur in the upper levels of the alteration profiles. These silicates contain 2-3% NiO, while other phases present contain about 1.5% NiO. In the oxide ore, serpentine dissappears and Ni becomes associated with goethite and chlorite. Where quartz lenses are found, smectites and poorly crystallized talc also contain Ni. Chlorites of the oxide ore contain up to 15% NiO, which substitutes Mg in the brucite layer. Nevertheless, even though its Ni content is much less (1.5% NiO), the most important Ni-bearing phase is goethite, the most abundant mineral. Diadochic substitution of Fe by Ni seems to occur. The presence of smectites with ~ 9% NiO and nikelliferous talc is responsible for anomalous ore grades of about 5% NiO. In nortronites, Ni occurs in the octahedral layer in domains which alternate the ferriferous domains. The Ni-rich smectites and chlorites play an important role in determining ore grades. In the V2 body in which chlorite is more abundant, the oxide ore is richer than in V1. The mean grade (1.2% NiO) of oxide ore is less than the concentrations in Nibearing phases as a result of the dilution effect caused by opaque minerals and silicified microbodies in the goethite plasma mass, which do not contain Ni. The most interesting point about the Vermelho Ni deposits, compared to other deposits of similar type, resides in the presence of a Ni -bering mineral - the nickeliferous chlorite - other than goethite in the oxide ore.
 
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Data de Publicação
2015-11-25
 
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