Orientadores: Carlos Roberto de Souza Filho, Emmanuel John Muico CarranzaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de GeociênciasResumo: Desde a definição do conceito da geometria fractal na segunda metade do século XX, a importância dos fractais para a descrição e entendimento de feições geológicas gradualmente ganhou importância. Mais recentemente, diversos trabalhos têm sugerido que a distribuição espacial de depósitos minerais apresenta geometria fractal, a qual representaria a complexa interação de processos geológicos necessários para a gênese de uma mineralização. A manifestação da geometria fractal se dá através da invariância escalar, ou seja, a propriedade de uma feição conservar suas características geométricas independente da escala espacial. Esta característica é promissora para o estudo de depósitos minerais, pois sugere a possibilidade de que informações sobre a geometria da mineralização em uma escala possa ser usada para inferir aspectos da geometria em outras escalas. Uma vez que a geometria das mineralizações é consequência dos controles que atuaram durante e após sua formação, a possibilidade de estudos com uma abordagem fractal tem aplicações teóricas e práticas. Considerando o exposto, a presente pesquisa dedicou-se a investigar se de fato a geometria de depósitos minerais apresenta invariância escalar, e em caso positivo, que informações ela permite inferir sobre os controles de mineralização. Para esta investigação foi escolhida como área de estudo a região do depósito Iron Oxide-Copper-Gold (IOCG) de Sossego, na Província Mineral de Carajás (PA). Depósitos IOCG apresentam forte controle estrutural, que somados a farta disponibilidade de dados nas escalas regional, local e microscópica tornam a área da mina de Sossego ideal para a pesquisa proposta. Assim, os dados já disponíveis na literatura foram integrados com novas medidas estruturais e novas lâminas orientadas de amostras coletadas nas cavas da mina. A geometria da mineralização foi avaliada em três diferentes escalas: na escala regional examinou-se a distribuição espacial dos depósitos IOCG conhecidos; na escala local examinou-se a geometria das estruturas e corpos mineralizados no depósito de Sossego; na escala microscópica foi avaliada a geometria da distribuição espacial e da forma dos grãos de minerais de minério. O conjunto de resultados indica que os depósitos IOCG da região de Carajás, e em particular o depósito de Sossego, apresentam geometria fractal, conservando a orientação e anisotropia nas diferentes escalas. A orientação e anisotropia das mineralizações são aspectos geométricos que resultam diretamente do controle exercido pela trama estrutural subjacente. Desta forma, os resultados indicam que o controle estrutural gera a invariância escalar devido à influência que exerce sobre a permeabilidade das rochas, um fator essencial para a geração de depósitos hidrotermais. A permeabilidade é definida em escala microscópica através de planos de foliação, microfraturas e vênulas, as quais se relacionam diretamente com estruturas de escalas maiores, tais como zonas de cisalhamento, falhas e veios, criando uma rede permeável consistente através das escalas. No caso de Carajás, a geometria destas áreas permeáveis reflete a interação entre uma trama dúctil anterior, de permeabilidade difusa, e uma trama rúptil posterior, com permeabilidade focada. Os resultados deste trabalho sugerem que a abordagem fractal para o estudo da gênese de depósitos minerais tem potencial concreto para gerar resultados relevantes, inclusive para a avaliação da favorabilidade mineral de áreas em exploraçãoAbstract: Since the concept of fractal geometry was defined in the second half of the twentieth century, the importance of fractals for the description and understanding of geological features has gradually gained importance. More recent work has suggested that the spatial distribution of mineral deposits presents fractal geometry, which represents the complex interaction of geological processes necessary for the genesis of a mineralization. The manifestation of fractal geometry occurs through scale invariance, i.e. the property of a feature that conserves its geometrical characteristics independent of the spatial scale. This property is promising for the study of mineral deposits because it suggests the possibility that information about the geometry of a mineralization at one scale can be used to infer aspects of its geometry at other scales. Since mineralization geometry is a consequence of controls that acted during and after its formation, studies with a fractal approach have theoretical and practical applications. Considering the above, the present research investigated if the geometry of mineral deposits presents scale invariance, and if so, what information it permits to infer about the mineralization controls. For this investigation the study area chosen was the iron oxide-copper-gold (IOCG) Sossego deposit, in the Carajás Mineral Province (PA). IOCG deposits present strong structural control, which taken in conjunction with data availability at the regional, local and microscopic scales make the Sossego deposit area ideal for the proposed research. Thus, data already available in the literature were integrated with new structural measurements and new oriented thin sections of samples collected in the mine pits. Mineralization geometry was evaluated at three different scales: in the regional scale the spatial distribution of the known IOCG deposits was examined; in the local scale the geometry of the mineralized structures and orebodies at the Sossego deposit was examined; in the microscale the geometry of the spatial distribution and the shape of ore mineral grains were evaluated. The bulk of results indicate that the IOCG deposits of Carajás province, and in particular the Sossego deposit, present fractal geometry, conserving the orientation and anisotropy at the different scales. The orientation and anisotropy of the mineralization are geometric aspects that result directly from the control exerted by the underlying structural framework. As a consequence, the results indicate that the structural control generates the scale invariance due to its influence on rock permeability, an essential factor for the genesis of hydrothermal deposits. Permeability is defined at the microscale through foliation planes, microfractures and veinlets, which are directly related to structures of larger scales, such as shear zones, faults and veins, creating a consistent permeable network throughout the scales. In the case of Carajás, the geometry of these permeable areas reflects the interaction between an older ductile framework with diffuse permeability, and a posterior brittle network with focused permeability. The results of this work suggest that the fractal approach to the study of the genesis of mineral deposits has concrete potential to generate relevant results, including for the evaluation of the mineral favorability on exploration areasMestradoGeologia e Recursos NaturaisMestre em Geociências2015/11186-3401316/2014-9CAPESFAPESPCNPQ