Génese do jazigo de ferro de Moncorvo e avaliação do uso de equipamentos portáteis de FRX e DRX para a exploração mineral deste tipo de jazigos

• Author(s): Urbano, Emílio Evo Magro Corrêa
• Date: 2017
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10348/8347
• Origin: Repositório da UTAD
• Subject(s): Moncorvo; minério de ferro; ironstones; DRX; FRX; controlo de qualidade
• Document Type: Doctoral thesis
• Language: Portuguese

Description

O Jazigo de Ferro de Moncorvo está inserido no contexto da Zona Centro Ibérica e a sua formação está relacionada com um dos principais períodos globais de formação de ironstones do Fanerozoico, o Ordovícico. Durante o Arenigiano médio e num período transgressivo depositou-se numa plataforma marinha uma sequência rica em ferro, representada atualmente pelo Membro Malhada da Formação Marão. No flanco sul do sinclinório de Moncorvo, na região de Felgueiras, esta unidade estratigráfica é formada por pelitos e quartzovaques ricos em ferro, enquanto que na Mua, flanco norte do anticlinório de Carviçais, é constituída por quartzovaques a grauvaques líticos ricos em ferro. A presença de silicatos de ferro, magnetite e estratificações plano paralelas na sequência rica em ferro em Felgueiras indicam deposição abaixo do nível de base das ondas normais em condições altamente redutoras. Já na Mua, a deposição do ferro ocorreu acima do nível de base das ondas normais em condições redutoras, mas não o suficiente para permitir a formação de filossilicatos de ferro. A principal fonte do ferro deve ter sido o continente, como indicam a anomalia média de (Eu/Eu*)SN = 1.18. Contudo, a presença de concentrações relativamente altas de Co, V, Cr, Zn, Pb, Cu e Ni nos óxidos de ferro e valores pontuais de (Eu/Eu*)SN também altos (até 1.39) sugerem uma possível contribuição vulcanogénica. Quanto ao padrão de deformação, observou-se que a 1a fase da Deformação Varisca foi responsável pela formação de sequências de dobras com até centenas de metros de comprimento com forte vergência para norte. Além disto, a partição da deformação da fase D1 foi responsável pela formação de um desligamento esquerdo no flanco sul do Sinclinal da Mua devido a menor resistência reológica da sequência rica em ferro. Paralelamente, um metamorfismo prógrado do tipo Barroviano afetou as rochas da região, alcançando a fácies xistos verdes até a zona da biotite. Segundo a composição química das clorites e magnetites, a temperatura do metamorfismo regional foi entre 400 e 500 °C. Em seguida, na região da Mua, a instalação do granito de Carviçais foi responsável pelo metamorfismo de contacto, causando a formação de andaluzites. Em relação às texturas petrográficas, o processo de recristalização dinâmica associado a circulação de fases fluidas causou a dissolução parcial e/ou total dos grãos de quartzo e precipitação de novas fases minerais. Nos quartzitos puros, onde predomina a estrutura suportada por grãos, estas novas fases precipitaram-se nos espaços intersticiais formados após a dissolução dos novos grãos e sub-grãos. Por outro lado, na sequência rica em ferro predomina a estrutura suportada pela matriz e, assim, os minerais com ferro controlaram a formação da textura da rocha pois esta é a fase mais fraca reologicamente. Nos locais onde a componente de cisalhamento puro da fase D1 foi predominante, formaram-se agregados policritalinos paralelos à estratificação, porém com cristais sem orientação preferencial. Já onde predominou a componente de cisalhamento simples, como no flanco sul do Sinclinal da Mua, os óxidos de ferro granulares foram recristalizados em especularite paralelamente a direção do desligamento. Do ponto de vista geoquímico, a concentração do fósforo na rocha é controlada pelo ferro devido ao mecanismo de precipitação deste elemento associado aos colóides de oxihidróxidos de ferro no fundo marinho. Por sua vez, a maior parte da concentração dos ETRs está relacionada aos fosfatos devido aos processos de substituição catiônica. Além disto, as anomalias de (Ce/Ce*)SN indicam que o Membro Malhada se depositou em condições anóxidas. Do ponto de vista económico, os ETRs de Moncorvo ocorrem em concentrações relativamente baixas, contudo, a predominância de apatite em Felgueiras pode vir ser um diferencial na exploração dos ETRs devido a facilidade de extração química destes elementos. Por último, a FRX e DRX portátil mostraram-se aplicáveis no controlo de qualidade da exploração de minérios de ferro através do uso das suas análises em chaves de classificação de minérios. Após os testes, o aparelho Delta (FRX portátil) apresentou melhor exatidão para as análises de Fe2O3, enquanto que o Titan foi mais exato nas análises de P2O5. Em relação a DRX, após o refinamento de Rietveld, o aparelho portátil TERRA mostrou-se mais exato do que o X’Pert no geral devido principalmente a redução do efeito da orientação preferencial dos minerais lamelares. Por fim, a DRX mostrou-se útil para identificar e quantificar os minerais portadores do ferro e minerais de ganga.

The Moncorvo Iron Ore Deposit is situated in the Central Iberian Zone and its sedimention is related to one of the majors global events of ironstones formation of the Phanerozoic, the Ordovician. During the medium Arenigian stage and during a trasgressive period the iron rich sequence was deposited on a marine platform, currently represented by Malhada Member of the Marão Formation, . On the southern limb of the Moncorvo synclinorium, on the Felgueiras region, this stratigraphic unit is formed by iron rich mudrocks and quartzwakes, while in the Mua region, northern limb of Carviçais anticlinorium, it is composed by quartzwackes and lithic greywackes rich on iron. The presence of iron filosilicates, magnetite and plane parallel stratifications in the iron rich sequence in Felgueiras indicate deposition bellow the base level of normal waves during highly reducing conditions. In the other side, at Mua region the iron deposition happened above the base level of normal waves under reducing conditions, but not reducing enough to allow the formation of iron filosilicates. The main source of iron must have been the continent, as indicates the average anomaly of (Eu/Eu*)SN = 1.18. However, the relative high levels of Co, V, Cr, Zn, Pb, Cu e Ni in the iron oxides and isolated high concentrations of (Eu/Eu*)SN (as high as 1.39) suggests a possible vulcanic contribuition. Regarding for deformation pattern, the 1st variscan deformation phase (D1) was responsable for the formation of the folded sequences with wave lenghts as long as hundreds of meters and with vergence to north. Besides that, the D1 partition was responsable for the formation of a left sharing on the southern limb of the Mua Syncline due to the weaker rheological resistence of the iron rich sequence. Simultaneously, the region was afected by a prograde meptamorphic event of Barrowvian type, which reached the biotite zone of green schist facies. According to the chemical composition of the chlorites and magnetites, the temperature of the regional metamorphism was between 400 and 500 oC. Next, in the Mua region, the intrusion of the Carviçais granite was responsable for the contact metamorphism event, causing andalusite formation. Concerning about the petrographic textures, the dynamic recrystalization process related to the fluids flow caused partial and/or total dissolution of quartz grains and precipitation of new minerals phases. These new phases precipitated in the interstitial spaces formed after the dissolution of new and sub-grains in the pure quartzites, where predominates the clast- supported framework. On the other side, in the iron rich sequence prevails the matrix- supported framework and, therefore, the iron bearing minerals control the texture development of the rock because these phases are rheologicaly weaker. Where the pure shear related to the D1 phase reigned, granular polycrystalline aggregates were formed parallel to the stratification, yet the crystals do not present preferential orientation. Preferentially oriented specularite crystals formed after granular oxides paralllel to the shearing direction on the sourthen limb of Mua Syncline, where simple shear component dominated. From the geochemical point of view, the phosphorous concentration on the rocks is controlled by the iron content due to the precipitation mecanism of this element associated to colloids of iron oxihydroxides in the bottom of the ocean. In turn, the major concentration of REE is related to the phosphate minerals due to ionic substitution process. In addition, the (Ce/Ce*)SN anomalies point that the Malhada Member was deposited under anoxide conditions. On the economic perspective, the REE from Moncorvo are relatively low, but, the predominance of apatite as the main phosphate in Felgueiras can be an advantage for the REE exploitation because of the easiness of chemical extraction of these elements. Finally, the portable XRF and XRD demonstrated to be applicable on the grade control of iron ores exploitation through using its analysis on ore classification methods. After the tests, the equipment Delta (portable XRF) presented a greater accuracy for Fe2O3 analysis, while the equipment Titan had a greater accuracy for P2O5. For the other elements of interest, SiO2 e Al2O3, the performance of both equipments were similar. Regarding to the XRD, after the Rietveld refinamento, the portable instrument TERRA presented more accurate results then the X’Pert in general mainly because it reduced preferential orientation effect of lamelar minerals. At last, the XRD analysis showed to be usefull to identify and quantify the iron bearing minerals and gangue minerals.