Caracterização de dados petrofísicos e mineralógicos do depósito epitermal de Pb-Zn- (Cu-Ag) de Santa Maria, RS

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2019.O entendimento da assinatura petrofísica em superfície e subsuperfície é de extrema importância na exploração mineral, pois a criação de processos de interpretações a partir do conhecimento avançado do comportamento das propriedades físicas em diferentes rochas, mineralizações e alterações hidrotermais, podem alavancar estudos de novos alvos ou novas abordagens na prospecção, o que se resume em redução de custos e tempo. O projeto de pesquisa aqui apresentado tem por objeto de estudo mineralizações de Pb-Zn-(Cu- Ag) situadas no distrito de Minas do Camaquã, município de Caçapava do Sul, Rio Grande do Sul. Trata-se geologicamente de sistema hidrotermal distal, com mineralizações controladas por sistemas de falhas em arenitos e conglomerados, que hospedam zonas de alteração hidrotermal que contém ilita, clorita e pirita, além dos minerais galena (Gn), esfalerita (Sph), calcopirita (Ccp) e bornita (Bo). O objetivo principal desta pesquisa foi identificar a assinatura petrofísica das rochas encaixantes, alterações hidrotermais e mineralizações epitermais de Pb-Zn-(Cu-Ag) do Depósito Santa Maria. Para isso, foram analisados dados petrofísicos e mineralógicos de alta resolução, integrados a dados geoquímicos e geofísicos terrestres de magnetometria e polarização induzida. A metodologia inicial aplicada consiste em análise de dados aeromagnetométricos e aerogamaespectrométricos em escala de 1:250.000; levantamento de dados de magnetometria e polarização induzida em escala de 1:25.000 e; seleção de amostras de furos de sondagens representativas da litologia predominante, das alterações hidrotermais e mineralizações do depósito. Tais amostras foram submetidas a análises geoquímicas de elementos maiores, traço e terras raras; análises petrofísicas de densidade, susceptibilidade magnética, velocidade de onda P, resistividade, condutividade e cargabilidade; e análises mineralógicas a partir do sistema automatizado de análise de imagem Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy (QEMScan). Análises geoquímicas referentes a até 30 cm3 de amostra, possibilitaram a classificação dos arenitos do depósito e suas respectivas proveniências, bem como a identificação de anomalias e elementos químicos farejadores das mineralizações. O mapeamento quantitativo mineralógico permitiu quantificar (%), em lâminas delgadas de 2cm, os principais sulfetos que caracterizam o depósito, tais como bornita, galena, esfalerita, calcopirita, e, secundariamente, calcocita e pirita; a classificação do cristal dos sulfetos em fina, média e grossa; a intensidade das alterações hidrotermais em fraca, moderada e forte; e a quantificação (%) de elementos de alteração como mica e carbonatos. A junção das informações supracitadas permitiu a comparação direta entre elementos químicos e seus sulfetos, e a comprovação que, apesar da amostragem ter uma diferença de 15 cm3 para 2 cm, estas são proporcionais. Tal constatação mostra que em pesquisas greenfield as informações geoquímicas podem auxiliar na especulação sobre o terreno em investigação ser prospectivo ou não. A petrofísica e os resultados de QEMScan permitiram o entendimento da assinatura de cada propriedade física junto a litotipos, alterações hidrotermais e mineralizações. A densidade foi a propriedade física mais efetiva no mapeamento destes itens, uma vez que altas porcentagens de sulfetos elevaram o valor da densidade da rocha em 0.2 a 0.4 g/cc; a presença de mica e carbonato afetou a porosidade primária da rocha, tornando-a mais densa; e os litotipos apresentaram assinatura distintas onde os arenitos foram os menos densos e os andesitos os mais densos. As propriedades elétricas foram as mais complexas e menos efetivas, pois ficou claro que apenas a alteração hidrotermal elevou a resistividade das amostras. A magnetometria terrestre delimitou unidades geológicas, contraste andesito e sedimento, e estruturas do Depósito Santa Maria. Este método geofísico e a susceptibilidade magnética da petrofísica no geral apresentaram paridade, mesmo em escalas diferentes, dado que apenas amostras petrofísicas mais profundas mostraram divergência com a inversão. A polarização induzida auxiliou na distinção das mineralizações do depósito e, a cargabilidade em planta e a cargabilidade petrofísica mostraram compatibilidade apenas em algumas regiões, que pode ser justificada pela zona em que as amostras petrofísicas interceptaram. Apesar dos dados petrofísicos desta pesquisa serem pontuais, notou-se compatibilidade com a geofísica em algumas regiões, do qual podem ser ampliados, quando tratar de anomalias geofísicas homogêneas para um mesmo litotipo. As amostras retiradas de furos de sondagem que cortavam o corpo de minério ou estavam próximas, apresentaram valores de propriedades físicas correspondentes ao esperado, e comprovou que a petrofísica é de grande relevância e vai ajudar na prospecção mineral, uma vez que poderão inferir nos modelos, geometria de corpos geológicos e nos métodos geofísicos mais eficazes para cada tipo de depósito. No caso de depósito epitermais com mineralizações de Pb, Zn e Cu, o método geofísico mais eficaz seria a gravimetria, e os métodos mais abstrusos seriam os elétricos, uma vez que dependem de vários fatores. Finalmente, a petrofísica deve ser utilizada em diversos meios prospectivos, no entendimento do ambientes geológicos, pois reduzirá os gastos com metodologias geofísicas pouco eficazes, acelerarão a pesquisa mineral e reduzirão recursos técnico-financeiros. .Nexa Resources e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).The understanding of the petrophysical signature on surface and subsurface is far reacting in mineral exploration. This allow the creation of interpretations processes of behavior of physical properties in different rocks, mineralization and hydrothermal changes. This process can leverage new target studies or new approaches in prospecting, that results in cost reduction and time. The study takes a place in Minas do Camaquã, a district of Caçapava do Sul, Rio Grande do Sul. The research occurs in a hydrothermal system, classified in epithermal deposit of intermediate sulphidation type. The mineralization is controlled by failure systems in sandstone and conglomerates. The host zones of hydrothermal alteration containing ilita, chlorite and pyrite, in addition Galena, Sphalerite, Chalcopyrite and Bornite. The main objective of this research was to identify the petrophysical signature of lithotypes, hydrothermal alterations and mineralization of Pb-Zn-(Cu-Ag) of the Santa Maria Deposit. The analyze of high-resolution petrophysical and mineralogical data were integrated to geochemical data and ground geophysical data of magnetometry and induced polarization. The methodology consists of the analysis of data of aeromagnetometry and aerogammaspectrometry in a scale of 1: 250.000; acquisition of induced polarization data and magnetometry in scale of 1: 25.000; selection of samples of drilling holes that represent the lithology, hydrothermal alteration and mineralization of the deposit. These samples were subjected to geochemical analyses of major, trace and rare earth elements; petrophysical analysis of density, magnetic susceptibility, acoustic velocity of P wave, resistivity, conductivity and chargeability; and mineralogical analyses by Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy (QEMScan). Geochemical analyses sizing approximately 30 cm3 , allowed the classification of the sandstones of the deposit and their respective provenance, as well as the identifications of anomalies of geochemical elements. The mineralogical quantitative mapping allowed to quantify (%), in thin section sizing 2 cm, the main sulphides that characterize the deposit, such as bornite, galena, sphalerite, chalcopyrite, and, secondarily, chalcocite and pyrite; the classification of the sulfides matrix in fine, medium and coarse; the intensity of the hydrothermal alteration in weak, moderate and strong; and quantify (%) the altering elements such as mica, chlorite, illite and carbonates. The combination of the mentioned information allowed the direct comparison between chemical elements and their sulphides. This evidence proves that although the sampling has a difference of 15 cm3 to 2cm, these are proportional. This ascertainment suggests that in greenfield resources the geochemical information can assist in speculation about the area be prospective or not. The petrophysics and QEMScan results allowed the understanding of the signature of each physical property in association with lithotypes, hydrothermal alterations and mineralization. Density was the most effective physical property in the mapping of these items. Note that a high percentage of sulphides increased the value of the rock density by 0.2 to 0.4 g / cc; the presence of mica and carbonate affected the primary porosity of the rock, making it denser; and the lithotypes presented a distinct signature, where note that andesites were densest than sandstones. The electrical properties were the most complex and less effective. The hydrothermal alteration was the only item that increased the resistivity of the samples. The ground magnetometry delimited geological units and structures of Santa Maria Deposit. This geophysical method and the magnetic susceptibility of petrophysics data presented parity, even in different scales. The only divergence was in the deeper petrophysical samples when compared with inversion. The induced polarization assists in distinction mineralization of Santa Maria deposit. The grid of chargeability and chargeability of petrophysical data showed compatibility only in some regions. It can be justified by the area in which the petrophysical samples intercepted, an ore body for example, requiring greater sampling and investigation of the area. Although the petrophysical data of this research were punctual, it was noted compatibility with the geophysics in some regions. This suggest that anomalies can be extended, when they are homogeneous in a same litotipo. The samples taken from drill holes that cut the ore body or were close, presented values of physical properties corresponding to the expected. The petrophysics is of great relevance and will help in the mineral prospection, since they can infer in the models and geometry of geological bodies. The most effective geophysical methods for epithermal deposit of intermediate sulphidation type is gravimetry, and the most abstruse methods would be the electrical ones, since they depend on several factors. Finally, petrophysics should be used in several prospective environments, in the understanding of the geological environment. It will reduce expenses with inefficient geophysical methodologies, accelerating mineral research and reducing technical-financial resources

Assinatura Geofísica e Geoquímica do Depósito Pb-Zn-(Cu-Ag) Santa Maria – RS, Brasil

O entendimento da assinatura geofísica em depósitos torna-se essencial na prospecção mineral, uma vez que a compreensão do footprint em profundidade é cada mais necessário devido a alvos e depósitos superficiais estarem cada vez mais escassos. A integração de outros tipos de dados aos dados geofísicos pode auxiliar na criação de processos de interpretações a partir do conhecimento avançado da resposta geofísica de diferentes rochas, alterações hidrotermais e mineralizações que futuramente podem aumentar a descoberta de novos alvos ou novas abordagens na prospecção. Esta pesquisa tem como alvo o depósito epitermal de Pb-Zn-(Cu-Ag) de Santa Maria, situado no distrito de Minas do Camaquã, município de Caçapava do Sul, Rio Grande do Sul, Brasil. Trata-se de um sistema magmático-hidrotermal distal, com mineralizações controladas por sistemas de falhas em arenitos e conglomerados, que hospedam zonas de alterações hidrotermais que contêm ilita, clorita e pirita, além de galena, esfalerita, calcopirita e bornita. O objetivo principal é mapear a assinatura geofísica do depósito a partir da integração de dados geoquímicos e geofísicos das rochas encaixantes, alterações hidrotermais e mineralizações. A metodologia inicial aplicada consiste na seleção de amostras de furos de sondagens representativas da litologia predominante, das rochas alteradas e das mineralizações hidrotermais do depósito; submissão das amostras a análises geoquímicas de elementos maiores, traço e terras raras; e aquisição de dados geofísicos para serem integrados e interpretados. A magnetometria terrestre, a resistividade e a polarização induzida mostraram-se eficientes para mapear a assinatura geofísica do Depósito Santa Maria, principalmente em termos estruturais, uma vez que se identificou o possível controlador de mineralizações da área. A geoquímica facilitou o entendimento das variações geofísicas, pois a presença de sulfetos em maiores quantidades e presença de óxidos como K2O, Al2O3 e MgO utilizados para mapear zonas de ilita e clorita, possibilitaram interpretações e associações à geofísica da área. Toda a integração de dados proporcionou uma maior confiabilidade na caracterização da assinatura geofísica do depósito. O entendimento da assinatura geofísica em depósitos torna-se essencial na prospecção mineral, uma vez que a compreensão do footprint em profundidade é cada mais necessário devido a alvos e depósitos superficiais estarem cada vez mais escassos. A integração de outros tipos de dados aos dados geofísicos pode auxiliar na criação de processos de interpretações a partir do conhecimento avançado da resposta geofísica de diferentes rochas, alterações hidrotermais e mineralizações que futuramente podem aumentar a descoberta de novos alvos ou novas abordagens na prospecção. Esta pesquisa tem como alvo o depósito epitermal de Pb-Zn-(Cu-Ag) de Santa Maria, situado no distrito de Minas do Camaquã, município de Caçapava do Sul, Rio Grande do Sul, Brasil. Trata-se de um sistema magmático-hidrotermal distal, com mineralizações controladas por sistemas de falhas em arenitos e conglomerados, que hospedam zonas de alterações hidrotermais que contêm ilita, clorita e pirita, além de galena, esfalerita, calcopirita e bornita. O objetivo principal é mapear a assinatura geofísica do depósito a partir da integração de dados geoquímicos e geofísicos das rochas encaixantes, alterações hidrotermais e mineralizações. A metodologia inicial aplicada consiste na seleção de amostras de furos de sondagens representativas da litologia predominante, das rochas alteradas e das mineralizações hidrotermais do depósito; submissão das amostras a análises geoquímicas de elementos maiores, traço e terras raras; e aquisição de dados geofísicos para serem integrados e interpretados. A magnetometria terrestre, a resistividade e a polarização induzida mostraram-se eficientes para mapear a assinatura geofísica do Depósito Santa Maria, principalmente em termos estruturais, uma vez que se identificou o possível controlador de mineralizações da área. A geoquímica facilitou o entendimento das variações geofísicas, pois a presença de sulfetos em maiores quantidades e presença de óxidos como K2O, Al2O3 e MgO utilizados para mapear zonas de ilita e clorita, possibilitaram interpretações e associações à geofísica da área. Toda a integração de dados proporcionou uma maior confiabilidade na caracterização da assinatura geofísica do depósito