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Tese de Livre Docencia
DOI
10.11606/T.44.2015.tde-03062015-101248
Documento
Autor
Nome completo
Maria Cristina Motta de Toledo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1999
Banca examinadora
Carvalho, Adilson (Presidente)
Formoso, Milton Luiz Laquintinie
Kahn, Henrique
Melfi, Adolpho Jose
Oliveira, Sonia Maria Barros de
Título em português
Mineralogia dos principais fosfatos do maciço alcalino-carbonatítico de Catalão I (GO) e sua evolução no perfil laterítico
Palavras-chave em português
Fosfatos
Geologia Econômica
Mineralogia
Resumo em português
O maciço ultramáfico-alcalino-carbonatítico de Catalão I (GO) possui cinco riquezas minerais: apatita, pirocloro, monazita, vermiculita e anatásio; apenas as duas primeiras estão em processo de lavra. Foi estudado anteriormente, sob diversos aspectos, por Valarelli (1971), Carvalho (1974a e b), Gierth et al. (1985), Danni et al. (1991), Araújo & Gaspar (1992), Imbernon (1993), Lapido-Loureiro (1995), Pereira (1995), Sant’Agostinho (1996), Tassinari et al.(1998) e Neuman (1999), entre outros. Os principais fosfatos de Catalão I (apatita, monazita e série da crandallita) ocorrem tanto nas rochas sãs como nas rochas laterizadas, formando materiais de interesse econômico, imediato ou não, ambiental e científico. O minério apatítico encontra-se em processo de lavra; para a concentração monazítica está em andamento a pesquisa para desenvolvimento de processo industrial que viabilize seu aproveitamento; finalmente, para os minerais da série da crandallita, não há ainda nenhuma aplicação no Brasil, e sua presença é considerada deletéria para os minérios apatíticos. O objetivo deste trabalho foi evidenciar a variabilidade de composição das formas de ocorrência ou gerações dos fosfatos de interesse econômico existentes no maciço de Catalão I, variabilidade esta importante do ponto de vista mineralógico e tecnológico e em parte devida aos processos lateríticos. Foram identificados três grandes tipos de apatita (magmática, pré-meteórica e supérgena) com diferenças significativas entre os diversos tipos; foram também verificadas modificações texturais e químicas das apatitas primárias em vias de alteração em relação à apatita sã. A apatita primária é normalmente uma fluorapatita com estrôncio e com substituição do ‘‘PO IND.4’ POT.3-’ por ‘‘CO IND.3’ POT.2-’ ausente ou muito discreta. A presença de ‘OH POT.NEGATIVO’ foi qualitativamente demonstrada anteriormente por Lenharo (1994). As apatitas pré-meteóricas são carbonato apatitas com diferentes teores em ETR e Sr; são mais alteráveis que as apatitas primárias, estando praticamente ausentes do perfil de alteração. A alteração meteórica promove a dissolução incongruente da apatita primária, com modificações internas que antecipam as tendências geoquímicas das apatitas supérgenas: perda dos cátions de substituição do cálcio (total para os ETR e parcial para Sr), perda de ‘’ PO IND.4’ POT.3-’ substituído por ‘’CO IND.3’ POT.2-’ e aumento do ‘F POT.NEGATIVO’. Ocorrem dois tipos de apatitas supérgenas no perfil; a mais comum (fibrosa) possui, em relação aos tipos precedentes, um sítio catiônico mais puro, sendo mais carbonatada e mais rica em flúor, que acompanha a carbonatação, como mecanismo de compensação de cargas. A apatita supérgena globular, menos comum, apresenta Mg e Ba em sua estrutura. A associação dos diferentes tipos morfológicos/genéticos de apatita pode ocorrer numa mesma amostra, em escala micrométrica. A monazita de Catalão I ocorre associada aos carbonatitos e aos silexitos, nas rochas sãs ou como fase residual no perfil de alteração, constituindo predominantemente material criptocristalino com alta porosidade. Praticamente não há Th e U nestas monazitas, que contêm Sr e Ba em teores significativos. A abundância relativa entre os ETR é variável: Ce > La > Nd ou Ce > Nd > La; a segunda sequência ocorre em parte das monazitas de carbonatito. Os cálculos de fórmula estrutural das monazitas permitiram verificar a existência de problemas na sua estequiometria, geralmente com vacâncias no sítio aniônico. Os fosfatos aluminosos secundários da série da crandallita, predominantemente de composição gorceixítica mas também goiazítica, estão associados aos volumes ricos em pseudomorfoses de flogopita e também aos plasmas de alteração relacionados a material original heterogêneo litologicamente, ou seja, misturas entre as rochas carbonatíticas, pobres em alumínio, e rochas silicáticas alcalinas com alumínio. Ba predomina no sítio cristaloquímico catiônico, seguido pelo Sr. ETR e Ca, embora abundantes nos perfis, participam muito pouco destas estruturas; apenas os fosfatos aluminosos associados à alteração da monazita apresentaram teores um pouco mais expressivos em ETR. A preferência por Ba parece ser devida ao seu raio iônico grande, que se adapta bem melhor que os outros íons disponíveis nas cavidades do sítio catiônico (Schwab et al. 1990a e b). A presença de teores significativos em ’FE POT.3+’ nestas estruturas, substituindo o ’AL POT. 3+’, é uma característica incomum na série crandallita, ao contrário de outros minerais de mesma estrutura, da família alunita-jarosita. Os fosfatos supérgenos distribuem-se no perfil em função da presença do Al: onde este elemento é ausente, o fosfato supérgeno formado é apatítico e, neste caso, há uma fixação (transitória) do Ca; onde há Al, o fosfato supérgeno formado é aluminoso, da série da crandallita, mas sem Ca, neste caso lixiviado, sendo fixados principalmente Ba, e secundariamente Sr. Já os outros substituintes do Ca, como Na, Mg e ETR, são lixiviados quando da formação da apatita supérgena mais comum, a fibrosa. A presença do Al, portanto, tem influência na mobilidade dos elementos presentes no perfil, notadamente os alcalino-terrosos. A influência da laterização sobre os minérios fosfáticos, a partir dos fenômenos observados em Catalão I, em acordo com outras ocorrências já estudadas, pode ser assim sintetizada: se, por um lado, enriquece o material residualmente através alteração dos outros minerais da rocha, por outro lado, causa modificações químicas e texturais nos grãos apatíticos e promove a formação de fosfatos secundários que podem não ser apatíticos, o que tem consequências indesejáveis nos processos industriais envolvidos no beneficiamento da apatita.
Título em francês
Not available.
Palavras-chave em francês
Not available.
Resumo em francês
Le massif ultramafique alcalin carbonatitique de catalão(GO) possède cinq richesses minérales :apatite,pirochlore,monazite,vermiculite et anatase , dont les deus premières sont exploitées.Ce massif a été étudié principalement par Valarelli(1971), Carvalho(1974a e b ), Gierth et al.(1985), Danni et al.(1991), Araújo & Gaspar (1992), Imbernon(1993), Lapido-Loureiro (1995), Pereira(1995), Sant’Agostinho(1996), Tassinari et al.(1998) et Neuman (1999). Les principaux phosphates de Catalão I (apatite,monazite et série de la crandallite) sont présents dans les roches saines et dans les roches lateritizés , formant des matériaux intéressants du point de vue économique ,imediat ou pas ,pour I’environemment et scientifique. Le mineral apatitique se trouve em exploitation ;pour la concentration de monazite , il y a des recherches actuellement sur la possibilite d’exploitation;enfin ,pour les mineraux de la série de la crandallite, il n’y a pas encore d’application au Brésil, et as presence est indésirable dans le minerai apatitique. Le but de ce travail a été de mettre en évidence la variabilité de composition des differentes formes d’ocurrence ou générations des phosphates économiquement interessants à catalão I; cette variabilité est importante du point de vue minéralogique et téchnologique, et est em partie due aux processos latéritiques. Trois grands types d’apatites ont été identifiés(magmatique,pré-météorique et supergène) avec des differences importantes entre les divers types et des modifications texturales et chimiques des apatites primaires em voie d’altération par rapport aux apatites saines. L’apatite primaire est normalement une fluorapatite avec du strontium et remplacement du ‘’PO IND.4’ POT. 3-‘ par du ‘’CO IND.3’ POT. 2-‘ absent ou très dicret. La presence du OH a été qualitativement démontré par Lenharo (1994).Les apatites pré-météoriques sont des carbonatapatites avec differents teneurs em ETR et Sr; eles sont plus altérables que les apatites primaires, étant practiquement absents du profil lateritisé. L’alteration supergène engebre une dissolution non stoechiométrique de l’apatite primaire, avec modifications interieures qui antecipent les tendencies géochimiques des apatites supergènes: perte des cations de remplacement du calcium (totalpour les ETR et partial pour le Sr), pertede ‘‘PO IND.4’ POT.3-‘,remplacé par du ‘’CO IND.3’ POT.2-‘ et augmentation du F.II y a deux types d’apatites supergènes dans le profil;celle plus courante, fibreuse, possède, par rapport aux types precedents, un site cationique plus pur, un degré plus fort de carbonatation e est plus riche en fluor, qui acompagne la carbonatation, comme mécanisme de compensation de charges. L’apatite supergène globulaire, moins courante, présente du Mg et du Ba.L’association des differents types morphologiques/génétiques d’apatite peut apparaitre dans l’échelle micrométrique. La monazite de Catalão l, criptocristalline et fortemente poreuse, est associée aux carbonatites et aux silexites, dans les roches saines ou comme phase residuelle dans le profil d’altération. Th et U sont pratiquement absents dans ces monazites, qui contiennent des teneurs importants en Sr et Ba. L’abondance relative parmis les ETR est variée : Ce>La>Nd ou Ce> Nd>La; la deuxième séquence aparait dans des monazites de carbonatites. Les calculs de formules structurales indiquent l’existence des vacances dans le site anionique. Les phosphates alumineux de la série de la crandallite, principalement de la gorceixite mais aussi de lagoyazite, sont associes aux volumes riches em pseudomorphoses de phlogopites et aussi aux plasmas d´altération provenant des mélanges des roches silicatées(source d´Al) et carbonatitiques (sources de P). Ba prédomine dans le site cationique , suivi par le Sr. ETR et Ca, malgré leur abondance dans les profils, participent très peu de ces structures; seulement les phosphates alumineux associés à l’altération de la monazite présentent des teneurs um peu plus élevées en ETR.Le Ba parait être préferé dans ces phosphates alumineux à cause de son rayon ionique élevé, bien adapté aux cavités du site cationique (Schwab et al. 1990 a e b). La présence des teneurs significatives em ‘Fe POT. 3+’ remplaçant I´ ‘Al POT.3+’ n´est pas une caractéristique courante dans la série crandallite, au contraire d´autres minéraux de même structure, dans la famille alunite-jarosite. Les phosphates supergèneses sont réparts dans les profils en fonction de la présence de l´aluminium ; où il est absent ,le phosphate supergène precipité est l´apatite et, dans c ecas, il y a une fixation transitoire du calcium; où l´aluminium est présent, le phosphate supergène formé appartient á la série de la crandallite , mais cette fois sans le calcium , et le cation fixé est surtout le barium , et secondairement le strontium. Les autres substituants du calcium dans l´apatite primaire, comme Na, Mg et aussi ETR, sont normalement éliminés du profil.La présence de l´aluminium a , donc ,une importante influence sur la mobilité des élements présents dans le profil, surtout les alcalins terreux. L´influence de la latéritization sur les minerais phosphatiques, à partir des phénomènes observes à catalão I , em accord avec d’autres sites dejà conus ,peut être ainsi résumé: d’une part, enrichie le minerai en ‘‘P IND.2’ O IND.5’, par accumulation relative de l´apatite; d´autre part, engendre des modifications chimiques et texturales dans les grains apatitiques, finissant par altérer l´apatite primaire et provoquer la formation de phosphates supergénes pas toujours apatitiques, avec des consequences indésirables pour les procedés industriels de traitement du minerai d´apatite.
 
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Data de Publicação
2015-06-23
 
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