GUAIS GEOLÓGICOS E GEOMORFOLÓGICOS PARA A PROSPECÇÃO DE ...



GUAIS GEOLÓGICOS E GEOMORFOLÓGICOS PARA A PROSPECÇÃO DE DEPÓSITOS DE CAULIM NA REGIÃO DE CAMPO ALEGRE (SC)

João C. Biondi, Marcelo K. Bartoszeck e Guilherme G. Vanzela

UFPR – Depto de Geologia. Caixa Postal 19.001, 81.531-990 – Curitiba (PR)

Email – jcbiondi@setuva.geologia.ufpr.br

UFPR-Universidade Federal do Paraná – Depto de Geologia

1. RESUMO

Os grandes depósitos de caulim da região de Campo Alegre foram gerados pela conjunção de ao menos uma fase de alteração hidrotermal seguida por diversas fases de alteração supergênica. Ë possível que haja depósitos de caulim formados por somente um desses processos, mas esses depósitos deverão ser pequenos, menores que aqueles das minas atuais. A maioria das grandes minas de caulim da parte sul da bacia de Campo Alegre estão distribuídas segundo uma faixa arqueada, com cerca de 13 quilômetros de comprimento e 500 metros de largura, orientada paralelamente a alinhamentos estruturais que marcam a borda leste da Bacia. Esta faixa foi gerada pela deformação da borda leste da Bacia, que verticalizou e causou o quebramento das rochas, gerando um sistema de falhas que bordeja e é paralelo aos alinhamentos estruturais. A gamaespectrometria pode indicar a presença de zonas hidrotermalisadas. 17 dos 20 depósitos analisados estão em zonas com teores de K muito elevados, maiores que 3,04% e menores que 3,58%. O “fator F” = (K.U)/Th indica as zonas hidrotermalizadas melhor que os teores equivalentes de potássio. Praticamente todas as grandes minas da região estão em locais onde o “fator F” é elevado, variando de 10,05% a 13,70%. Todas as grandes minas de caulim da região estão em altitudes entre 960 e 1060 m. A média das altitudes (t=95%) dessas minas é 1012,1(13,8 m.

Palavras-chaves: Guias de prospecção, depósitos de caulim, Campo Alegre (SC)

2. INTRODUÇÃO

Na região da Bacia de Campo Alegre (SC) há 22 minas de caulim em operação e outros 30 depósitos já foram descobertos e dimensionados. O caulim lavrado nessa região abastece fábricas de cerâmica de mesa, de revestimentos e refratários de toda a região sul do país há mais de 30 anos. O objetivo desse trabalho é definir guias para a prospecção de depósitos de caulim na região de Campo Alegre (SC).

3. GEOLOGIA DA BACIA DE CAMPO ALEGRE

Campo Alegre é uma bacia vulcano-sedimentar composta essencialmente por vulcanitos riolíticos e dacíticos e por sedimentos vulcanogênicos derivados. Suas rochas vulcânicas foram datadas pelo método Rb-Sr em 536(65 Ma (Basei e Teixeira, 1987) e pelo método U-Pb em 570(30 Ma (Citroni, 1998).

A parte da Bacia de Campo Alegre a sul da cidade de Campo Alegre contém 20 das 22 minas de caulim em operação na região (Fig. 1). Estas minas estão todas em uma unidade geológica constituída por rochas predominantemente riolítico-alcalinas, com menor proporção de traquitos, e essencialmente explosiva, contendo brechas, tufos e lavas subordinadas. Após o vulcanismo ocorreu um ciclo de sedimentação, quando houve a deposição de arenitos, siltitos e argilitos rítmicos que recobriram as rochas vulcânicas.

O sistema de falhas mais importante da região é o EW, constituído sobretudo por falhas normais, sin-sedimentares. Falhas NE existem em toda a região e pertencem a um período posterior a sedimentação da bacia. Este sistema NE é secundado por um outro, NW, identificado somente na parte central e sul da área.

A bacia de Campo Alegre é estruturalmente assimétrica. Na sua borda leste as rochas das sequências vulcânicas estão falhadas e dobradas, o que não ocorre na borda oeste.

Figura 1: Mapa geológico da região das minas de caulim da Bacia de Campo Alegre (SC).

Fig. 2: Secções geológicas da Bacia de Campo Alegre. (A) Secção EW que ressalta a deformação da borda leste da Bacia que verticalizou as camadas gerando os alinhamentos NS (Fig.1). Estas falhas ocupam uma faixa na qual se localizam a maior parte e os maiores depósitos de caulim da região. (B) Secção EW que ressalta a presença do sistema de falhas tensionais EW. Êle interrompe o sistema NS.

4. MODELOS DE DEPÓSITOS DE CAULIM EM CAMPO ALEGRE

Biondi (1998), Biondi & Furtado (1999) e Biondi (1999) descreveram quatro depósitos de caulim da região de Campo Alegre e propuseram um modelo genético/evolutivo para os depósitos da mina Floresta , Cambuí, Aruanã e Turvo.

A caulinização nesses depósitos está relacionada à conjunção de uma fase de alteração hidrotermal seguida por diversas fases de alteração supergênica. O hidrotermalismo aconteceu durante o vulcanismo, junto às fraturas e/ou aos aparelhos vulcânicos ativos na época. O intemperismo (alteração supergênica) foi facilitado nos locais onde o hidrotermalismo havia alterado e enfraquecido as rochas. A conjunção desses dois fatores de alteração proporcionou o aparecimento dos grandes depósitos de caulim existentes na região.

5. GUIAS GEOLÓGICOS E GEOMORFOLÓGICOS PARA PROSPECTAR DEPÓSITOS DE CAULIM NA REGIÃO DE CAMPO ALEGRE

5.1. Litologias preferenciais

Os depósitos de caulim formaram-se às expensas das rochas riolíticas e traquíticas (Fig. 1). Não são conhecidos depósitos sobre as rochas sedimentares da unidade basal (fluvial, com conglomerados e arcósios), da unidade superior (lagunar, de caldeira, com arenitos, siltitos e ritmitos) nem sobre os basaltos.

5.2. Controle estrutural

Das 21 minas de caulim existentes ao sul de Campo Alegre, as 12 maiores minas estão cosntidas em uma faixa arqueada, com cerca de 13 quilômetros de comprimento e 500 metros de largura, orientada paralelamente à borda leste da Bacia (Fig. 1), e 2 (pequenas) estão a menos de um quilômetro de distância. Esta faixa é interrompida, a norte, por um sistema de falhas EW que corta a Bacia de borda a borda (Fig. 1). A mina de caulim do Planalto Alegre está dentro desse sistema de falhas. As minas Kowalski, Turvo e Incepa (Mina 1) estão ao norte desse sistema de falhas. As observações feitas nesses depósitos os enquadra no mesmo modelo genético daquêles existentes ao sul. É possível que o sistema hidrotermal que controlou a gênese desses depósitos esteja relacionado ao grandes complexo vulcânico de Campo Alegre.

A figura 2 mostra duas secções geológicas esquemáticas que visam explicar os controles acima mencionados. A secção EW ressalta a deformação da borda leste da Bacia, que verticalizou as camadas, gerando os alinhamentos visíveis em imagens de satélite (Fig. 1 ), e deve ter causado o falhamento das rochas.

5.3. Hidrotermalismo

5.3.1. Evidências de campo e analíticas:

Biondi, Vanzela e Bartoszeck (no prelo) mostraram que os fluidos hidrotermais modificaram as rochas, quando foram gerados os minérios branco e

verde. Feições de hidrotermalismo foram identificados em todos os depósitos de caulim de grande porte situados em zonas fraturadas (Figs. 1 e 2), e se constituemem um bom guia para a localização de novos depósitos.

5..3.2. Evidências geofísicas:

Os minérios verdes foram gerados através da ilitização/muscovitização hidrotermal das rochas vulcânicas e os minérios brancos associam-se a zonas com felsdspatos K (adularia). Adularia, ilita e muscovita são minerais potássicos, o que implica que o hidrotermalismo proporcionou o enriquecimento das regiões mineralizadas em potássio. A radioatividade do potássio 40, do urânio e do tório vem sendo usada como indicadora da presença de zonas hidrotermalizadas desde 1973 (Ostrovsky, 1973, in Gnojek e Prichystal, 1985).

Dados do Projeto Aerogeofísico Serra do Mar Sul (Geofoto-CPRM-DNPM, 1978), foram processados com o auxílio do programa GEOSOFT. Esse processamento mostrou que 17 dos 20 depósitos considerados estão em zonas com teores de potássio muito elevados, maiores que 3,04% e menores que 3,58%. A mina de caulim de Bateias, a única grande mina da região situada ao norte de Campo Alegre, ocupa uma região com teores equivalentes de K iguais aos da maior parte das minas do sul, entre 3,04% e 3,58%. A grande anomalia situada fora da bacia, na sua borda sul, identifica a área de afloramento do granito Corupá.

O fator F=(K.U)/Th (Efimov, 1978, in Gnojek e Prichystal, 1985), é considerado um indicador de zonas hidrotermalizadas melhor que os teores simples de K, U ou Th. O “fator F” praticamente excluir o granito Corupá como “zona hidrotermalizada”. Isto indica que este “fator” tende a eliminar influências litológicas e sugere ser êle um bom indicador de mineralizações hidrotermais na região. Praticamente todas as grandes minas da região estão em locais onde o “fator F” é elevado, variando de 10,05% a 15,99%. As exceções, como no caso do potássio, são as minas da Floresta, Cavalheiro e Mina 19, no extremo sul da Bacia.

5.4. Controles geomorfológicos

Para analisar a existência de controles geomorfológicos sobre as mineralizações da região foi construido o modelo digital (MDT) da região de Campo Alegre. Desse modelo foi gerado um arquivo com as altitudes de 800 pontos situados dentro dos limites da Bacia de Campo Alegre e um arquivo com as altitudes médias (10 medidas em cada mina) das 22 maiores minas de caulim da região (Tabela 1).

Tabela 1: Altitudes média das maiores minas de caulim da região de Campo Alegre (SC). As posições dessas minas estão marcadas nas figuras 5 e 6. Os números e/ou nomes referem-se a figura 1.

|Fig.1 | |ALTITUDE MÉDIA | |NOME DA MINA |ALTITUDE |

|(nº) |NOME DA MINA |(metros) |Fig.1 | |MÉDIA |

| | | |(nº) | |(metros) |

|1 |Mina 1– INCEPA |1020,8 |13 |Cavalheiro |992,8 |

|2 |Turvo |977,4 |14 |Mina 14 |1017,0 |

|3 |Mina 3 |1002,6 |15 |Ceramarte 1 |1012,2 |

|4 |Planalto Alegre |964,3 |16 |Ceramarte 2 |997,0 |

|5 e 5A |Aruanã |971,8 |17 |Mina 17 |1006,8 |

|6 |Ceramarte 3 |1032,2 |18 |Mina 18 |1050,4 |

|7 |Mina 7 |1030,8 |19 |Floresta-Queijo |1037,5 |

|8 |Mina 8 |1052,7 |20 |Kowalski |1015,2 |

|9 |Mina 9 |1060,0 |21 |Germer |1008,3 |

|10 |Cambuí 1 |1044,4 |22 |Bateias |1017,0 |

|11 |Cambuí 2 |1023,2 |23 |Trigolândia(PR) |919,9 |

|12 |Floresta |1023,2 | | | |

Todas as grandes minas de caulim da região estão em altitudes entre 960 e 1060 m. A média das altitudes (t=95%) dessas minas é 1012,1(13,8 m. É notável o controle exercido por paleoplanos sobre a localização das grandes minas de caulim da região. Esse controle reforça as observações de Biondi e Furtado (1999), de Biondi (1999) e de Biondi, Vanzela e Bartszeck (no prelo), indicando que os grandes depósitos de caulim da região originaram-se de um longo período de alteração supergênica superposto a zonas hidrotermalmente alteradas antigas. Ë possível que haja depósitos de caulim formados por somente um desses processos, mas esses depósitos deverão ser pequenos, menores que aqueles das minas atuais, listadas na Tabela 1 (fig. 1).

6. CONCLUSÕES

A gênese dos grandes depósitos de caulim da região de Campo Alegre está relacionada à conjunção de ao menos uma fase de alteração hidrotermal seguida por diversas fases de alteração supergênica. Ë possível que haja depósitos de caulim formados por somente um desses processos, mas esses depósitos deverão ser pequenos, menores que aqueles das minas atuais.

Os depósitos de caulim formaram-se às expensas das rochas riolíticas e traquíticas da última fase vulcânica. Não são conhecidos depósitos sobre as rochas sedimentares da unidade basal (fluvial, com conglomerados e arcósios), da unidade superior (lago de caldeira, com arenitos, siltitos e ritmitos) nem sobre os

basaltos.

A maioria das grandes minas de caulim da parte sul da bacia de Campo Alegre estão distribuídas segundo uma faixa arqueada, com cerca de 13 quilômetros de comprimento e 500 metros de largura, orientada paralelamente a alinhamentos estruturais que marcam a borda leste da Bacia. As fraturas existentes nessa faixa possibilitaram a ascensão de fluidos hidrotermais aquosos e de intrusões diqueformes que causaram o hidrotermalismo geneticamente relacionado a esses depósitos.

17 dos 20 depósitos considerados estão em zonas com teores equivalentes de K muito elevados, maiores que 3,04% e menores que 3,58%. O “fator F” =(K.U)/Th parece eliminar anomalias litológicas e indica as zonas hidrotermalizadas melhor que os teores equivalentes de potássio. Praticamente todas as grandes minas da região estão em locais onde o “fator F” é elevado, variando de 10,05% a 15,99%. As exceções são as minas da Floresta, Cavalheiro e Mina 19, no extremo sul da Bacia.

Todas as grandes minas de caulim da região estão em altitudes entre 960 e 1060 m. A média das altitudes (t=95%) dessas minas é 1012,1(13,8 m. Essas altitudes correspondem a uma superfície de aplainamento antiga.

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Basei, M.A.S.; Teixeira ,W. (1987). Geocronologia do Pré Cambriano/Eopaleozóico de Santa Catarina. Texto explicativo do mapa geológico de Santa Catarina na escala 1:500.000. DNPM/SCTME(SC), 215p.

Biondi, J.C.(1998). Modelo genético dos depósitos de caulim Floresta, Cambuí, Turvo e Aruanã (SC-BR). Cong. Brasil. Geologia 40º (Belo Horizonte), Anais, p.152.

Biondi, J.C.(1999). Geologia e gênese dos depósitos de caulim Floresta e Cambui (Formação Campo Alegre – SC): 2. Petroquímica e modelo genético. Revista Brasileira de Geociências, 29(1) (no prelo).

Biondi, J.C.; Furtado,L.I.(1999). Geologia e gênese dos depósitos de caulim Floresta e Cambui (Formação Campo Alegre – SC): 1. Facilogia e mineralogia das rochas e minérios. Revista Brasileira de Geociências, 29(1) (no prelo).

Biondi, J.C.; Vanzela, G.A. e Bartoszeck, M. (no prelo). Processos químicos de gênese de depósitos de argilominerais a partir de rochas vulcânicas da Formação Campo Alegre (SC). Goechimica Brasiliensis (aceito para publicação), 30 p.

Citroni, S.B.(1998). Bacia de Camo Alegre (SC) – Aspectos petrológicos, estratigráficos e caracterização geotectônica. Tese de Doutorado, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, 185 p. (anexos e mapa).

Gnojek, I. & Prichystal, A. (1985). A new zinc mineralization detected by airborne gamma-ray spectrometry in northern Moravia (Czechoslovakia). Geoexploration, 23:491-502.

Pires, A.C.B. (1995). Identificação geofísica de áreas de alteração hidrotermal, Crixás-Guarinos, Goiás. Revista Brasileira de Geociências, 25(1):61-68.

ABSTRACT

Geological and Geomorphological Controls of the Kaolin Deposits from Campo Alegre Basin (SC, Brazil)

The most important kaolin deposits from Campo Alegre region (SC) were formed by the conjunction of at least one hydrothermal phase followed by many others weathering, supergenic, phases. Possibly deposits formed by only one of these processes exist, but these deposits shall be small and smaller than those mined today. Most part of the biggest kaolin mines from the southern part of Campo Alegre Basin are distributed along a 13 Km long and 0,5 Km width bent zone that is parallel to structural alignments that point out the eastern Basin border. This zone was originated by deformation that has inclined and broken rocks, generating a fault system alongside and parallel to structural lineaments. Gamaespectrometry may indicate hydrothermalized zones. 17 of the 20 mines are on high grade regions, with equivalent potassium contents grater than 3,04% and lower than 3,58%. The “F factor” (= (K.U)/Th) seems to indicate hydrothermalized zones better than potassium equivalent rock contents. Practically all the biggest mines on region are placed where “F factor” is large, bigger than 10,05% and lower than 13,70%. The biggest mines are restricted to regions with altitudes between 960 and 1060 m. The average altitude of 23 mines is 1012,1(13,8 m.

Key words: Ore controls; kaolin deposits; Campo Alegre region (Brazil, SC)

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