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Geologia Econômica (GE-803)

DEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY - MVTDEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY - MVTDepósitos de Pb e Zn hospedados em rochas carbonáticasDepósitos de Pb e Zn hospedados em rochas carbonáticas

(carbonate-hosted Pb-Zn deposits)

•Mineralizações de Pb, Zn, Cu Ba F Ag

•Principal fonte de Pb e Zn dos EUA (distritos de Wisconsin, Tri-State, Missouri, Viburnum trend, Illinois-Kentucky, Tennessee) e Europa (Cracóvia, Polônia), Cumberland (Inglaterra).

•Importantes depósitos no Canadá (Pine Point, Nanisivik), Austrália (Cadjebut)

•Exemplos brasileiros: Depósitos Pb-Zn-Ag-CaF2 associados ao Grupo Bambuí (Serra do Ramalho, BA; Montalvânia, MG; Itacarambi, MG)

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AMBIENTE TECTÔNICO: AMBIENTE TECTÔNICO:

Bacias de ante-país (Bacias de ante-país (foreland basinsforeland basins))

Sulfeto Maciço Vulcanogênico (VMS)

Tipo Mississippi Valley (MVT)

Noranda e Kid Creek (Canadá)

Kuroko (Japão)

Vale do Mississippi (USA)

Pine Point (Canadá)

SEDEX

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DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPI VALLEY- MVT

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DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTVALLEY- MVT

IDADES

Cambro-Ordoviciano, Devono-Carbonífero e Triássico.

Raramente Proterozóico.

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Feições geraisFeições gerais Comumente encontrados em grandes bacias sedimentares (plataformas carbonáticas), não afetadas por metamorfismo ou deformação;

Distritos minerais abrangem áreas de centenas de km2 e compreendem vários depósitos;

Circulação regional de fluidos

Mineralização é posterior à formação das rochas (epigenéticaepigenética).

Mineralização é “stratabound”“stratabound” (estrato-ligada);

Profundidade de formação: relativamente rasa (<1 km). Generalmente entre 100 e 1500 m da superfície;

DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTVALLEY- MVT

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DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPI VALLEY- MVT

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Rochas hospedeiras:Rochas hospedeiras:Rochas carbonáticas (principalmente dolomíticas): ~80% dos depósitos; Siltitos/argilitos: ~ 15%;Não apresentam assocação com atividades ígneas ou metamórficas;

Principais controles das mineralizaçõesPrincipais controles das mineralizações:: Mudanças de fácies, barreiras estratigráficas (contatos folhelhos/calcários), falhas e altos do embasamento na bacia e zonas de brechas de colapso associadas a paleocarste; Textura do minérioTextura do minério: Precipitação de minerais de minério após a litificação da rocha hospedeira (preenchimento de espaços abertos por dissolução; cimentação de brechas e fraturas);

Mineralogia:Mineralogia:Minério: galena (PbS), esfalerita (ZnS);Ganga: dolomita (CaMg(CO3)2), pirita (FeS2), marcasita, calcita (CaCO3),

barita (BaSO4), fluorita (CaF2);

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DEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTDEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVT

Alteração hidrotermal: dolomitização, brechação, Alteração hidrotermal: dolomitização, brechação, dissolução, silicificaçãodissolução, silicificação

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DEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTDEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVT

Alteração hidrotermal: dolomitizaçãoAlteração hidrotermal: dolomitização

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DEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTDEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVT

Mineralização epigenéticaMineralização epigenética

Texturas: Texturas: crustiforme, coloforme, botrioidal, “snow-on-roof”, zebra

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DEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPI VALLEY- MVTDEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPI VALLEY- MVT

Mineralização epigenéticaMineralização epigenética

Depósito de Pb-Znde Nanisivik (Canadá)

Texturas de preenchimentosde espaços abertosEsfalerita (luz transmitida)

Depósito de Pb-ZnUpper Silésia (Polônia)

Minério crustiformeEsfalerita coloforme, wurtzita, marcasita, pirita e galena

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DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPI VALLEY- MVT

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DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPI VALLEY- MVT

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DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTVALLEY- MVT

DISSOLUÇÃO E BRECHAÇÃO

Dolomitização, redução de sulfato (evaporitos) e geração de ácido

2 CaSO4 + Mg2+ + 2CH4 = CaMg(CO3)2 + Ca2+ +2 H2S + 2 H+

gipsita dolomita

Mineralização e geração de ácido

Zn+ + H2S = ZnS + 2H+

esfalerita

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Fonte dos metais: folhelhos e argilitos acumulados durante a sedimentação da bacia;

Generação dos fluidos mineralizantes: liberação de fluidos durante o soterramento e diagênese (150°C);

Transporte dos fluidos: Fluidos expelidos durante a compactação (do centro para as bordas da bacia) e escape de fluidos ao longo de unidades permeáveis ou migração dirigida pela gravidade;

DEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTDEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVT

Gênese das mineralizações Gênese das mineralizações

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DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPI VALLEY- MVT

Geração e transporte dos fluidos:Geração e transporte dos fluidos: Fluxo de fluidos em larga escala, controlado pela atividade tectônica (dobramento/cavalgamento) na bacia sedimentar atividade relacionada à tectônica de placas

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DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTVALLEY- MVT

Salmouras metalíferas:

Salinidade entre 10 e 30% peso eq. NaCl

T= 75 – 200°C

P< 500 bar (Profundidade < 1 km)

Alta salinidade: dissolução de evaporitos, infiltração de águas superficiais que passaram por evaporação

Fluidos mineralizantesFluidos mineralizantes

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DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTVALLEY- MVT

Inclusões fluidasInclusões fluidas

Inclusões Fluidas

Salmouras Bacinais

T°C 75 - 150 130 – 150

P (bar) < 500 388 – 843

Cl (mg L-1) 59.000 – 120.000 71.520 – 207.400

Na (mg L-1) 27.000 – 53.400 29.000 – 79.100

K (mg L-1) 2.500 243 – 7.080

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DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTVALLEY- MVT

Fluidos mineralizantes similares a salmouras bacinais (oil-field brines)

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DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI DEPÓSITOS DE SULFETO DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTVALLEY- MVT

Fluidos mineralizantes similares a salmouras bacinais (oil-field brines)

Fluidos formacionais:Fluidos de origem meteórica modificadospela longa interação com sedimentos

Maiores valores de 18O e D em relaçãoà água meteórica

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Possíveis fontes de enxofre: Sulfato ou outras espécies de enxofre presentes nas rochas encaixantes (fácies de recife), em evaporitos, em matéria orgânica e em reservatórios de SO2.

Processos de redução de sulfato: por e processos de reducão bacteriogênica;

Redução bacteriogênica de sulfatos (fonte principal de enxofre que forma sulfetos sedimentares): baixa temperatura

Desulfovibro desulfuricans (bactéria anaeróbica que usa sulfato ao invés de O2 para metabolizar compostos orgânicos)

SO42- + 2CH2O +2H+ 2H2O + 2CO2 + H2S

Fracionamento isotópico: SO4-H2S = 15 a 60 per mil (média 40 per mil)

Redução termoquímica de sulfato: reações com matéria orgânica (metano), hidrocarbonetos;

Fracionamento isotópico: SO4-H2S muito pequeno ou inexistente

DEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVTDEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPPI VALLEY- MVT

Gênese das mineralizações Gênese das mineralizações

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DEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPI VALLEY- MVTDEPÓSITOS DO TIPO MISSISSIPI VALLEY- MVT

Mecanismos de deposição do minérioMecanismos de deposição do minério

(A) Transporte de metais e enxofre reduzido pelo mesmo fluidoDecréscimo da temperaturaDecréscimo da PressãoMudanças no pHDiluiçãoInteração com rochas hospedeiras

(B) Transporte de metais e sulfato (ou espécies parcialmente oxidadas de enxofre) no mesmo fluido hidrotermal

Redução do sulfato no sítio de deposição por metano/matéria orgânica

(C) Mistura de fluidos Metais transportados por um fluido com baixo conteúdo de enxofre reduzido e mistura deste fluido com fontes locais de enxofre reduzido.

Degradação termal de matéria orgânica rica em enxofre no sítio deposicional.Mistura de um fluido rico em metais com reservatório local de H2S (gás).Substituição de sulfetos de ferro diagenéticos.

(Sverjenski, 1986; Leach et al., 1993; Spirakis & Heyl, 1995).

Depósito de Zn de Vazante: contexto geológicoDepósito de Zn de Vazante: contexto geológico

Dardenne (2000)

Bacia de antepáisBacia de antepáisDeposição relacionada com as primeiras frentes de empurrão da Faixa de Dobramentos Brasília (Dardenne et al., 1998; Thomaz Filho et al., 1998; Martins-Neto et al., 2001)

Transicional entre margem passiva e bacia de ante-país Transicional entre margem passiva e bacia de ante-país (Pimentel et al., 2001; Dardenne, 2001)

ZONA DE FALHA DE VAZANTE: ZONA DE FALHA DE VAZANTE: controle estrutural

Geological map of the underground mine (Level 500) (Cia. Mineira de Metais,

1987)Sulfide ore W illem it ic ore

H ydraulic breccias w ith siderite, dolom ite, hem atite, jasper, chlorite H ydrotherm alized dolom ites

Minério willemítico

Depósito de Zn de VAZANTE: minério wllemítico Depósito de Zn de VAZANTE: minério wllemítico

DEPÓSITO DE ZN DE VAZANTE: corpos de minério DEPÓSITO DE ZN DE VAZANTE: corpos de minério sulfetado sulfetado

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DEPÓSITOS DA FAIXA VAZANTE – PARACATU (MG)DEPÓSITOS DA FAIXA VAZANTE – PARACATU (MG)

Geologia Econômica (GE-803)

DEPÓSITO DE ZN DE VAZANTE: Isótopos de oxigênio e carbonoDEPÓSITO DE ZN DE VAZANTE: Isótopos de oxigênio e carbono

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CARACTERÍSTICAS MISSISSIPI VALLEY SEDEX

Hospedeiras Dolomito, raramente calcário, arenito

Folhelho, siltito, calcário, conglomerado

Mineralização Epigenética/stratabound Singenética, estratiforme e stratabound

Morfologia Zonas de brechas e de substituição maciça

Lentes tabulares, veios, disseminações

Controles Transições calcário/dolomito, brechas de colapso, falhas, topografia do embasamento

Intersecções de falhas

Atividade Ígnea Não associada à mineralização Associação espacial/temporal (rochas basálticas e alcalinas)

Mecanismos de deposição

Mistura de fluidos Mistura de fluidos

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Ambiente Marinho raso Lacustre (águas rasas) ou bacias marinhas restritas

Mineralogia Sp, gn,py,mc, dol, cc, qtz Sp, gn, py, po, cc, ank, sid, carb Ba, hm, mg, chert, bar

Alteração hidrotermal

Dolomitização e brechação, dissolução da hospedeira

Silificação, sericitização, carbonatação

Temperatura 70 – 200° <350°C

Salinidade 10 – 30 % peso eq. NaCl 8 – 28 % peso eq. NaCl

Origem do S H2O do mar, evaporitos,

matéria orgânica

Sulfatos da H2O do

mar, H2S hidrotermal

CARACTERÍSTICAS MISSISSIPI VALLEY SEDEX

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