Petrografia tridimensional de partículas de ouro orogênico do depósito Cuiabá, greenstone belt Rio das Velhas, Quadrilátero Ferrífero, Brasil : aplicação de tomografia computadorizada de raios-x de alta resolução para caracterização mineralógica
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Breno de Souza Martins
Marcos Henrique de Pinho Maurício
Marcos Henrique de Pinho Maurício
Resumo
Os métodos petrográficos convencionais têm uma limitação intrínseca de que distribuição
espacial (tridimensional, 3-D), orientação, forma e associações minerais devem ser inferidas
por observações e medições em duas dimensões (2-D). Além disso, desenvolver conjuntos de
dados com significância estatística é particularmente difícil para minérios de ouro, devido a
granulometria fina das partículas e baixa concentração de ouro em relação a matriz. Este estudo
usa tomografia computadorizada de raios-X de alta resolução e métodos de processamento
aprimorados para fornecer dados 3-D de partículas de ouro in-situ e associações mineralógicas
para discernir estilos de mineralização e melhorar a recuperação de minério no depósito
arqueano de ouro orogênico, de classe mundial Cuiabá, na província do Quadrilátero Ferrífero,
sendo esse atualmente a maior mina subterrânea do Brasil (da empresa Anglogold Ashanti
Ltda.). Cuiabá é hospedada em rochas do greenstone belt Rio das Velhas, na porção sul do
Cráton São Francisco, Minas Gerais. As amostras selecionadas representam estilos distintos de
mineralização em Cuiabá. Incluem minério hospedado em formação ferrífera bandada do corpo
Fonte Grande Sul (FGS) e em veios de quartzo-carbonato contendo ouro no corpo Veio de
Quartzo (VQZ), hospedados em metandesito. Este estudo caracteriza a forma, tamanho,
orientação e associações minerais de mais de 16.000 partículas de ouro. A segmentação e
medição quantitativa de partículas de ouro em dados de tomografia é particularmente
desafiadora devido ao pequeno tamanho de grão. Esse problema é resolvido usando o método
de volume parcial e blurring (PVB). A análise da amostra VQZ mostra que as partículas de
ouro estão principalmente livres na matriz de quartzo-carbonato, com muitas partículas em
contato direto com um conjunto diversificado de sulfetos. Partículas de ouro da amostra do
corpo FGS formam bandas em associação com zonas de alta pirrotita dentro de bandas ricas em
carbonato de ferro. A análise de PVB permitiu identificar que o eixo longo de partículas
medidas em ambos os tipos de minério varia de ~25 μm a 1,4 mm, com a maioria de 50 a 150
μm. Partículas maiores são predominantemente esferoides sub-isométricas a esferóides
prolatas, com partículas menores parecendo ser predominantemente esferoides sub-isométricas
a isométricas. Os dados revelam que os processos cinemáticos afetam a forma e a orientação
do ouro e indicam a influência da deformação na escala de grão.
Abstract
Ore studies using conventional petrographic methods have an intrinsic limitation since spatial
(three-dimensional, 3-D) distribution, orientation, shape and mineral associations have to be
inferred by 2-D observations and measurements. Further, developing statistically significant
data sets is particularly difficult for gold ores, given the fine grain size and low gold abundance
even in high-grade ores. This study uses high-resolution X-ray computed tomography
(HRXCT) and improved processing methods to provide 3-D data of ore textures and in-situ
gold particles to discern mineralization styles and improve ore recovery at the Archean, worldclass Cuiabá orogenic gold deposit in the Quadrilátero Ferrífero province, the largest
underground mine in Brazil (Anglogold Ashanti Ltda.). Cuiabá is hosted by rocks of the Rio
das Velhas greenstone belt, southern portion of the São Francisco Craton, Minas Gerais state,
Brazil. Selected samples represent distinct mineralization styles at Cuiabá. Ore hosted in banded
iron formation (BIF) from the Fonte Grande Sul (FGS) orebody, and gold-bearing quartzcarbonate veins hosted in a metamafic unit from the Veio de Quartzo (VQZ) orebody. This
study characterizes shape, size, orientation and mineral associations of over 16,000 gold
particles. Segmentation and quantitative measurements of gold particles are particularly
challenging due to their small grain size. This issue is addressed using the recently formalized
partial volume and blurring (PVB) method. Results show that gold mineralization styles differ
in 3-D textural and quantitative aspects including size and spatial distribution. Analysis of the
VQZ sample shows that gold particles are mainly free in the quartz-carbonate matrix, with
many particles in direct contact with a diverse sulfide mineral assemblage. Gold particles in the
BIF-hosted FGS ore form bands in association with high pyrrhotite zones within iron carbonaterich bands. The PVB analysis allows us to show that the long axis of measured particles in both
ore types ranges from ~25 μm to 1.4 mm, with most from 50 to 150 μm. Larger particles are
dominantly sub-equant to prolate spheroids, with smaller particles appearing to be dominantly
sub-equant to equant grains. The HRXCT data reveal that the kinematic processes affected gold
shape and orientation and indicate the influence of deformation at the grain scale
Assunto
Petrologia – Minas Gerais, Ouro – Minas e Mineração, Tomografia computadorizada por raios x, Quadrilátero Ferrífero (MG)
Palavras-chave
Quadrilátero Ferrífero, Mina Cuiabá, Ouro Orogênico, Tomografia Computadorizada de Raios-X, Caracterização Mineralógica