Caracterização dos argilominerais em matéria prima cerâmica da Formação Rio do Rasto, Bacia do Paraná, nos municípios de Turvo e Meleiro, Sudeste de Santa Catarina

Abstract

Atualmente a região de Criciúma é um grande pólo produtor de cerâmicas de qualidade, produzindo mais de 50% das exportações brasileiras de pisos e revestimentos cerâmicos, é um setor de sofisticada tecnologia de produção. Para o controle de qualidade do produto é fundamental a homogeneidade da composição mineralógica a partir do controle geológico na extração das matérias primas pelas mineradoras. Com a motivação de conhecimento das frentes de lavras foram aplicadas técnicas para a caracterização mineralógica em detalhe do material extraído de minas localizadas nos municípios de Turvo e Meleiro/SC, destinado à produção de cerâmicas pelas empresas da região. As rochas são argilitos cinza escuros intercalados com siltitos da Formação Rio do Rasto da Bacia do Paraná. Foram coletadas amostras dispostas verticalmente e analisadas através de difração de raios X para determinação mineralógica semiquantitativa em rocha total pelo método do pó e na fração < 2 e < 4 μm orientadas para identificação dos argilominerais pelas faces hkl = 00l. Foram feitas laminas delgadas para análise petrográfica através de microscopia ótica. Fragmentos foram analisados ao microscópio eletrônico de varredura por meio de imagens de elétrons secundários. Análises químicas de rocha total e da fração < 4 μm foram realizadas por espectrometria de fluorescência de raios X. Por microssonda eletrônica foram feitas microanálises químicas pontuais. A partir destes dados foi identificado o argilomineral montmorilonita do grupo da esmectita como argilomineral predominante, o interestratificado I/S e a ilita diagenética, além de quartzo, mica, feldspato potássico e plagioclásio como minerais detríticos abundantes. As análises mostram a existência de variação da composição mineralógica verticalmente com grande aumento da montmorilonita para a base e aumento do feldspato potássico para o topo na frente de lavra de Turvo e a presença do interestratificado I/S na base e esmectita e ilita/mica para o topo na mina de Meleiro. Estudos de detalhe por difratometria de raios X (determinação do parâmetro b) e microanálises WDS por microssonda eletrônica permitiram identificar como montmorilonita a espécie argilomineral do grupo das esmectitas. Desta forma sabendo-se que deve haver homogeneidade nos lotes da matéria prima explorada é fundamental a amostragem e caracterização mineralógica, sendo fundamental o controle geológico na exploração mineira. Através deste estudo espera-se facilitar o reconhecimento de áreas potenciais para a mineração e melhor adequação dos tipos de argilominerais estudados às necessidades da indústria cerâmica.

Currently the region of Criciúma/SC state is a great center of producing ceramics of quality, producing more than 50% of the Brazilian exportations of floor and ceramic coatings being a sector of sophisticated production technology. For the quality control of the product the homogeneity of the mineralogical composition from the geologic control in the extraction of raw materials is very important. With the motivation in the knowledge about the fronts it has been applied techniques for a detail mineralogical characterization of the material extracted in a mine located at Turvo and Meleiro city/SC, used as raw material in to the ceramics production by the companies in the region. The studied deposit is composed of intercalated gray clays with fine sandstones of Rio do Rasto Formation, in the Paraná Basin. Fourteen samples were collected and analyzed by petrographical analysis by microscopy methods. Analysis by X-ray diffraction (XRD) for mineralogical semiquantitative determination in total fraction by powder method and the analysis of oriented samples in the fractions < 2 and < 4 μm for identification of the clay minerals using 00l reflexions. Analysis by scanning electron microscopy (SEM) by secondary electrons allowed getting apparent threedimensional image of sample’s fragment. The chemical composition was determined by X-ray fluorescence spectrometer. Petrographic observations in thin section were also performed. Scanning electron microscope images was obtained in samples fragments by secondary electron method. Electron microprobe microanalysis was performed in one thin section. From this analysis were identified diagenetic smectite and illite as clay minerals predominant and the presence of quartz, mica, K-feldspar and plagioclase as detrital minerals. The analysis showed that there is a vertical variation in the mineralogical composition in the same exploitation front, with a large increase of smectite at the base and increasing K-feldspar to the top at Turvo mine and the occurrence of interstratified I/S in the base and smectite plus illite-mica at the top of Meleiro mine. Studies in detail by X-ray diffraction (determination of the b-parameter) and microanalysis by wavelength dispersive X-ray spectroscopy have identified montmorillonite clay mineral as the smectite mineral specie. Knowing that there should be uniformity in storages of raw material used, sampling and mineralogical characterization is fundamental in geological control of the mine. By this study we expect to favor the recognition of new potential areas for exploitation and better adequacy of the studied clay mineral types to the needs of the ceramic industry.