Tese
Evolução supergênica do depósito cuprífero Alvo 118 - Província Mineral de Carajás
Registro en:
Autor
SANTOS, Pabllo Henrique Costa dos
Institución
Resumen
The Carajás Mineral Province is home to one of the most extensive cupriferous belts
in the world, where hypogene mineralizations were partially transformed into gossans, later
lateritized and/or truncated during landscape evolution. These covers represent an information
source for mineral exploration and, in some cases, can be mined together with parental
hypogene mineralizations. The plateaus of the South American Surface host complete and
lateritized gossans, while the surrounding denuded areas, typical of the Velhas Surface, exhibit
incomplete or immature gossans, with the Alvo 118 deposit as an example. In this orebody, the
hypogene mineralization was converted into an immature gossan located at depth, while the
host rocks were weathered near the surface, forming a mineralized saprolite. The gossan
comprises an oxidation zone, which includes goethite, malachite, pseudomalachite, cuprite,
tenorite, native copper, ramsbeckite, chrysocolla, and libethenite, with relics of a secondary
sulfide zone, represented by chalcocite. These minerals are distributed in the goethite,
malachite, cuprite, and libethenite zones, with their mineral successions reflecting the transition
of mineralizing solutions from acidic to slightly alkaline conditions and an increase in oxidation
potential. This environment was established from the interaction of acid solutions, derived from
chalcopyrite dissolution, with the gangue minerals (calcite and apatite) and the host rocks,
granodiorites and, secondarily, chloritites, which acted in buffering the system, favoring the
formation of new copper-bearing minerals. The strong correlations of CuO with Ag, Te, Pb, Se,
Bi, Au, In, Y, U, and Sn in the hypogene mineralization reflect the inclusions of petzite, altaite,
galena, uraninite, cassiterite, and stannite in chalcopyrite. In the gossan, Ag, Te, Pb, Se, and Bi
remained associated and were incorporated into neoformed copper minerals. On the other hand,
Au, In, Y, U, and Sn exhibit greater affinity with iron oxyhydroxides, as well as Zn, As, Be,
Ga, Mo and Ni. The δ65Cu values reinforce that the investigated gossan is immature and was
not intensely affected by leaching processes. The main mineral phases identified in the saprolite
are kaolinite (predominant), associated with chlorite, smectite, vermiculite, quartz, and iron
oxyhydroxides. Iron oxyhydroxides are strongly correlated with Ga, Sc, Sn, V, Mn, Co, and Cr,
partly derived from the weathering of parent rocks. Additionally, Mössbauer spectroscopy data
point to the important role of ferrihydrite and goethite as copper-bearing phases. There is no
evidence of copper incorporation by clay minerals. The δ56Fe values indicate a little
contribution of primary mineralization to the Fe content of the saprolite, which is more
influenced by chlorite weathering. The association Al2O3, Hf, Zr, Th, TiO2, Ce, La, Ba, and Sr
represents the geochemical signature of the host rocks, which influence the chemical composition of the three types of mineralization. On the other hand, the association In, Y, Te,
Pb, Bi, and Se comprise the main pathfinder elements of the hypogene mineralization. Detailed
knowledge of the supergene mineral and geochemical fractionation makes the Alvo 118 deposit
a reference guide for investigating immature gossans and mineralized saprolites in denuded
areas of the Carajás Mineral Province or equivalent terrains. A Província Mineral de Carajás abriga um dos maiores cinturões cupríferos do mundo,
em que as mineralizações hipogênicas sulfetadas foram parcialmente transformados em gossans
e estes lateritizados e/ou truncados durante a evolução da paisagem. Estas coberturas
representam fonte de informações para a explorção mineral e, em alguns casos, podem ser
lavradas juntamente com as mineralizações hipogênicas parentais. Os platôs da Superfície Sulamericana
hospedam gossans completos e lateritizados, enquanto as áreas denudadas no
entorno, típicas da Superfície Velhas, exibem gossans incompletos ou imaturos, tendo como
um exemplar deste último o depósito Alvo 118. Neste corpo, a mineralização hipogênica foi
convertida em um gossan imaturo localizado em profundidade, enquanto as rochas hospedeiras
foram intemperizados próximo à superfície, formando um saprólito mineralizado. O gossan é
formado por uma zona de oxidação, que inclui goethita, malaquita, pseudomalaquita, cuprita,
tenorita, cobre nativo, ramsbeckita, crisocola e libethenita; com relictos de uma zona de sulfeto
secundário, representada por calcocita. Estes minerais estão distribuídos em zonas de domínio
da goethita, malaquita, cuprita e libethenita, com evolução independente, em que suas sucessões
minerais refletem a transição das soluções mineralizantes de condições ácidas para levemente
alcalinas e aumento no potencial de oxirredução. Este ambiente foi estabelecido a partir da
interação das soluções ácidas, derivadas da dissolução da calcopirita, com os minerais de ganga
(calcita e apatita) e das rochas hospedeiras, granodioritos e, secundariamente, clorititos, que
atuaram no tamponamento do sistema, favorecendo a formação de novos minerais carreadores
do cobre. As fortes correlações do CuO com Ag, Te, Pb, Se, Bi, Au, In, Y, U e Sn na
mineralização hipogênica refletem as inclusões de petzita, altaíta, galena, cassiterita e estannita
na calcopirita. No gossan, Ag, Te, Pb, Se e Bi permaneceram associados e foram incorporados
aos minerais de cobre neoformados. Por outro lado, Au, In, Y, U e Sn exibem maior afinidade
com os oxi-hidróxidos de ferro, assim como, Zn, As, Be, Ga, Mo e Ni. Os valores de δ65Cu
reforçam que o gossan investigado é imaturo e não foi intensamente afetado por processos de
lixiviação. As principais fases minerais identificadas no saprólito são caulinita (dominante),
associada com clorita, esmectita e vermiculita, além de quartzo e oxihidróxidos de ferro. No
saprólito, os oxi-hidróxidos de ferro apresentam forte correlação com Ga, Sc, Sn, V, Mn, Co e
Cr, em parte derivados do intemperismo das rochas parentais. Adicionalmente, dados de
espectroscopia Mössbauer apontam importante papel da ferridrita e goethita como
incorporadores de cobre no saprólito. Não há evidências da incorporação de sua pelos
argilominerais. Os valores de δ56Fe indicam pouca contribuição da mineralização primária para os conteúdos de Fe do saprólito, que é mais influenciado pelo intemperismo da clorita. A
associação Al2O3, Hf, Zr, Th, TiO2, Ce, La, Ba, Sr representa a assinatura geoquímica das
rochas hospedeiras, que influenciam a composição química dos três tipos de mineralização. Por
outro lado, os principais elementos rastreadores da mineralização hipogênica são a associação
In, Y, Te, Pb, Bi, Se. O conhecimento detalhado do fracionamento mineral e geoquímico
supergênico torna o depósito Alvo 118 um referencial para a investigação de gossans imaturos
e saprólitos mineralizados em áreas denudadas da Província Mineral de Carajás ou em terrenos
equivalentes.