Caracterização dos minerais de minério de Nb e Ti do Depósito de Seis Lagos (Amazonas): a transformação Pirocloro, Nb-Rutilo, Nb-Brookita

Abstract

O Depósito de Nb (Ti, ETR) do Morro dos Seis Lagos é um depósito laterítico formado a partir de um siderita carbonatito. Trata-se do maior depósito mundial de Nb e do único caso em que os minerais de minério são Nb-rutilo e Nb-brookita. Os objetivos do trabalho foram efetuar as caracterizações mineralógicas destes minerais e compreender a origem desta paragênese. Para o estudo foram utilizados os testemunhos do furo SG-01-AM efetuado pela CPRM nos anos 70. As técnicas analíticas empregadas em concentrados minerais e em lâminas petrográficas foram: microscopia óptica (luz refletida e transmitida), microscopia eletrônica de varredura, difratometria de raios X, microssonda eletrônica e electron backscattered diffraction (EBSD). O Nb-rutilo e a Nb-brookita estão presentes ao longo de todo o perfil laterítico, com as maiores concentrações ocorrendo até os 50 m de profundidade. O Nb-rutilo ocorre como cristais esverdeados, zonados, com tamanho de grãos entre 0,10 e 0,35 mm, é formado por Ti, Nb, Fe3+, W e Si e possui fórmula estrutural Ti(0,75),Fe(0,13), Nb(0,11), W(0,01), Si(0,01)O2. A Nb-brookita ocorre oólitos alaranjados, com zonação concêntrica, estrutura fibrorradiada e é formada a partir de um ou mais núcleos, com tamanhos entre 0,10 e 0,60 mm, é formada pelos mesmos elementos do rutilo e possui fórmula estrutural Ti(0,80),Fe(0,11), Nb(0,08), W(0,01), Si(0,01)O2. As formações do Nb-rutilo e da Nbbrookita são sumarizadas conforme segue: 1) O pirocloro primário, com composição próxima àquela do Pb-pirocloro, foi afetado por alteração intempérica, que se caracteriza pela perda progressiva de cátions no sítio A. Os produtos desta alteração foram Cepirocloro, Nb-rutilo e goethita niobífera-titanífera. 2) Subsequentemente, ocorreu a destabilização da estrutura do Ce-pirocloro, com a formação de outra geração de goethita niobífera-titanífera e com a liberação do Ce. Correlaciona-se a este processo a formação da cerianita associada às crostas ferruginosas. O Ce-pirocloro é encontrado apenas na crosta ferruginosa menos evoluída, o que é esperado por esta composição ser o último estágio antes da quebra da estrutura deste mineral. 3) Na continuação do processo de lateritização ocorreu a formação de Nb-brookita a partir da alteração de Nb-rutilo. Esta transformação é reconstrutiva, ocorrendo destruição da estrutura do Nb-rutilo com posterior cristalização da Nb-brookita, sem a formação de uma estrutura intermediária. Interpreta-se que a principal causa desta complexa evolução da paragênese, até a formação de Nb-brookita, tenha sido a grande intensidade do processo de lateritização que afetou o Complexo Carbonatítico dos Seis Lagos.

The Nb deposit (Ti, REE) of Morro dos Seis Lagos is a laterite formed from a siderite carbonatite. It is the world's largest Nb deposit and the only case where the ore minerals are Nb-rutile and Nb-brookite. The objectives of the work were to perform the mineralogical characterization of these minerals and to understand the origin of his paragenesis. For the study, was used the borehole SG-01-AM made in 1970s by CPRM. The analytical techniques used in mineral concentrates and thin sections were: optical microscopy (reflected and transmitted light), scanning electron microscopy, X-ray diffraction, electron microprobe and electron backscattered diffraction (EBSD). Nb-rutilo and Nb-brookita are present throughout the lateritic profile, with the highest concentrations occurring up to 50 meters. The Nb-rutile occurs as greenish zoned crystals, with grain size between 0.10 and 0.35 mm. It is formed by Ti, Nb, Fe3+, W and Si and has structural formula Ti(0.75), Fe(0.13), Nb(0.11), W(0.01), Si(0.01) O2. The Nb-brookite occurs as oolites with orange color, with concentric zonation, and fibrorradiated structure. It is formed from one or more nuclei, and sizes between 0.10 and 0.60 mm. The oolite composition have the same elements of rutile, and has structural formula Ti(0.80), Fe(0.11), Nb(0.08), W(0.01), Si(0.01) O2 The Nb-rutile and Nb-brookite formations are presented below. The primary pyrochlore (of composition closest to a Pbpyrochlore) was affected by the weathering that promote the progressive loss of cations at site A. The products of this alteration are Ce-pyrochlore, Nb-rutile and Nb,Ti-goethite. Subsequently, the structure of Ce-pyrochlore was destabilized with its transformation into more Nb,Ti-goethite and with release of Ce. The formation of the cerianite associated with ferruginous crusts correlates with this process. Ce-pyrochlore is only found in the less developed ferruginous crust, and this distribution is expected because it is the last stage of pyrochlore alteration before break of it structure. With the evolution of the lateritization process occoured the formation of Nb-brookite by the Nb-rutile alteration. This transformation is reconstructive, destroying the Nb-rutile structure with subsequent crystallization of Nbbrookite without the formation of an intermediate structure. It is interpreted that the main cause of this complex evolution of paragenesis, until the formation of Nb-brookite, was the great intensity of the lateritization process that affected the Carbonate Complex of the Six Lakes.