POTENCIAL ECONÔMICO PARA TERRAS
RARAS PESADAS EM GRANITOS
TIPO-A DA PROVÍNCIA ESTANÍFERA DE
GOIÁS
ECONOMIC POTENTIAL OF HEAVY REE IN
A-TYPE GRANITES AT THE GOIÁS TIN
PROVINCE
Nilson F. Botelho
Instituto de Geociências - UnB
Universidade de Brasília
CAPES
Instituto de Geociências
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA
GRADUATE PROGRAM IN GEOLOGY
GRUPO DE PESQUISA SOBRE GRANITOS E
MINERALIZAÇÕES ASSOCIADAS
RESEARCH GROUP ON GRANITES AND
ASSOCIATED MINERALIZATIONS
POR QUE TERRAS RARAS?
Aplicação de terras raras
Aplicação de terras raras
Veículos Elétricos
Aplicação de terras raras
Toyota Prius : 1 Kg de neodímio (magneto do motor elétrico)
10-15 kg de lantânio (bateria)
Aplicação de terras raras
Magnetos de turbinas eólicas
300 kg de neodímio por megawatt
Classificação dos Elementos Terras Raras
La
Ce
Pr
Nd
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
LEVES
Ho
Er
Tm
Yb
PESADOS
CRÍTICOS
NÃO CRÍTICOS
Lu
Y
Risco no suprimento a curto prazo
Fonte: U.S. Department of Energy - 2010
Risco no suprimento a médio prazo
Granitos Tipo-A x Carbonatitos
(Mariano & Mariano Jr. 2012)
Por que Granitos Tipo-A?
Granito tipo-A
Minério de Araxá – (A. Silva, 2012)
Província Estanífera
de Goiás (parte norte)
LEGEND
Maranhão
Amazonian Craton
NPt
NPe
Pará
Mato Grosso
Phanerozoic Covers
Paraguai and Araguaia Belts
NPap
Studied
Area
NPc
11S
Tocantins
Goiás
Francisco
Tocantins
Goiás
NPb
PPar
PPMPnc
Niquelândia
Craton
MPoa
Bahia
Goiás
MPsm
Crixás
Tocantins Group
NPt
Estrondo Group
Paranoá and Canastra Groups
PPn
Natividade Group
Ophiolitic Melange / Araxá Group
Granulitic terranes + orthogneisses
Magmatic Arc
NPpc
Vulcanosedimentary Sequences
PPMPbj
2
Araí Group
Greenstone belts / Orthogneisses
Internal Zone
MPoa
PPar
1
NPe
Externai Zone
Bambuí Group (including São Francisco
NPb
Craton Covers)
NPpc
PPar
PPar
NPap
Cuiabá Group
Granulite/orthognesises (Embasement?)
Brasília Belt
Dianópolis
Natividade
1
Porangatu
NPap
NPc
Alto Paraguai Group
Piauí
Tocantins
Bahia
PPn
1
São
Mato Grosso
Porto Nacional
NPe
NPe
NPe
PPMPcp
11S
Minas
Gerais
MPoa
Orthogneisses
NPc
Brasília
Mato
Grosso
Goiás
16S
Iporá
Goiás Massif
NPb
Goiás
MPsm
NPc
Paraná
Basin
Goiânia
NPpc
NPb
MPoa
Folded covers / Serra da Mesa Group
Mafic-ultramafic / Adjacent
vulcanosedimentary sequences:
PPMPbj - Barro Alto / Juscelândia
PPMPnc - Niquelândia / Coitezeiro
PPMPcp - Cana Brava / Palmeirópolis
Greenstone belts/Orthogneisses
Catalão
Scale
Symbology
Goiás
Minas Gerais
50 0 50 100 km
48W
Araxá
NPb
Geological boundary
Main structurals symbols:
1 - Transbrasiliano Lineament
2 - Pirineus Syntaxis
Tocantins Province boundary
Thrust Faults
States boundarys
Tocantins Province simplified geological map
(after Fuck et al. 1994 and Blum,1999).
Granitogênese na região nordeste de Goiás e
sudeste de Tocantins
Até 1995
Suíte Pedra Branca (tipo A)
1,77-1,74 Ga (g1 e g2)
Suíte Serra da Mesa (tipo A)
1,60-1,56 Ga
Suíte Aurumina
2,15-2,1 Ga
Ocorrências e depósitos minerais na região
nordeste de Goiás e sudeste de Tocantins
Granitos tipo-A da Província Estanífera de Goiás
 Tendência alcalina a subalcalina.
 Incompatibilidade de Nb e Th durante
a evolução magmática.
 Alto conteúdo em Zr, Y, REE e F.
 LREE
compatíveis
e
HREE
incompatíveis no início da evolução
magmática
Padrões de REE em granitos do tipo A da
Província Estanífera de Goiás.
Granitos tipo-A primitivos
Granitos tipo-A evoluídos
Granitos tipo-A primitivos saprolitizados
10000
1000
100
10
1
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
SERRA DOURADA
PEDRA BRANCA
MACIÇO SERRA DOURADA
Áreas Requeridas para REE (DNPM, 2014)
REE
TOCANTINS
PALMEIRÓPOLIS
MATA AZUL
GOIÁS
SERRA DOURADA
PROJETO SERRA VERDE
Mineração Serra Verde: Mining Ventures Brasil Lta.
Mineradora Serra Verde assinou com o governo de Goiás um
protocolo de intenções para a construção de planta destinada
à exploração em larga escala de terras-raras no município de
Minaçu. A mineralização seria do tipo adsorção iônica em
argilo-minerais.
Funcionário da Mineração Serra Verde manuseia material de mina de onde
serão retirados minerais de terras-raras (Arte sobre foto de: ML&A
Comunicações)
http://www.senado.gov.br/noticias/Jornal/emdiscussao/terras-raras/
MACIÇO GRANÍTICO SERRA DOURADA
FORMAS DE OCORRÊNCIA DE CONCENTRAÇÕES
DE TERRAS RARAS
1. Minerais acessórios nos granitos primitivos
2. Minerais acessórios/secundários em albitito mineralizado
3. Níveis saprolitizados de granito primitivo
4. Níveis argilosos no perfil de intemperismo
5. Aluviões
0,1 mm
Serra Dourada
Minerais acessórios
do biotita granito
monazita
xenotima
0,1 mm
Serra Dourada – albitito mineralizado
Concentrado de cassiterita da Mina do Buriti
cassiterita
Imagem BSE
Xenotima(YPO4)
monazita
Distribuição do fósforo
Serra Dourada – granito saprolitizado
PPM
Biotita
granito
Saprolitizado
La
217,6
544,2
Ce
322,8
877,6
Pr
40,72
108,76
Nd
135,0
354,6
Sm
22,98
55,51
Eu
0,96
1,91
Gd
17,62
40,44
Tb
2,11
5,01
Dy
10,49
27,28
Ho
1,50
4,15
Er
3,58
10,54
Tm
0,41
1,35
Yb
2,64
7,7
Lu
0,32
0,83
Y
48
122,90
ΣTR
778,73
2039,88
ΣTR + Y
826,73
2162,78
ΣTRL
740,06
1942,58
ΣTRP +Y
86,67
220,20
Serra Dourada
Intemperismo do biotita granito: TR adsorvidas
como íons nos argilo-minerais (??)
PPM
Saprolitizado
Horizonte argiloso
La
544,2
257,50
Ce
877,6
327,10
Pr
108,76
56,34
Nd
354,6
191,60
Sm
55,51
33,43
Eu
1,91
1,08
Gd
40,44
28,76
Tb
5,01
4,20
Dy
27,28
29,18
Ho
4,15
5,33
Er
10,54
15,91
Tm
1,35
2,33
Yb
7,7
15,52
Lu
0,83
2,08
Y
122,90
156,1
ΣTR
2039,88
970,36
ΣTR + Y
2162,78
1126,46
ΣTRL
1942,58
867,05
ΣTRP +Y
220,20
259,41
Serra Dourada - Aluviões
Serra Dourada – concentrados de minerais pesados
MONAZITA
MONAZITA
XENOTIMA
OUTROS
XENOTIMA
Serra Dourada – xenotima e monazita do Córrego São Bento
xenotima
monazita
MACIÇOS PEDRA BRANCA E MOCAMBO
Maciço Pedra Branca
1 km
MACIÇO MOCAMBO
MINERAIS DE ETR E PORTADORES DE ETR NOS MACIÇOS
PEDRA BRANCA E MOCAMBO
• allanita (Ca, La, Ce )2 (Fe2+, Fe3+)Al2O [Si2O7] [SiO4] (OH),
monazita, xenotima e apatita rica em REE são acessórios
comuns no biotita granito dominante.
• minerais de terras raras
como fluocerita ((Ce,La)F3) e
xenotima (YPO4) ocorrem disseminados em greisens dos
maciços Pedra Branca e Mocambo.
• minerais do tipo bastnaesita (Ce, La,Nd)(CO3)F - parisita
(Ce,La,Nd)2Ca(CO3)3F2 ocorrem em granitos ricos em fluorita.
• zircões no Maciço Pedra Branca possuem teores de Yb de até
4% , e de Yb + Y de até 10%.
N
Maciço Pedra Branca
1 km
Perfil Pedra Branca
Depósito de Estanho
da Faixa Placha
Depósito de Sn da Faixa Placha
Comparação entre granitos saprolitizados da
Serra Dourada e da Pedra Branca
PPM
Pedra Branca
Serra Dourada
La
98,69
544,2
Ce
243,4
877,6
Nd
150,2
354,6
Sm
40,98
55,51
Eu
0,874
1,91
Gd
40,34
40,44
Dy
72,71
29,18
Ho
14,32
5,33
Er
37,46
15,91
Yb
30,5
7,7
Lu
3,15
0,83
Y
425
122,90
ΣTR
1158
2039,88
ΣTR + Y
1583
2162,78
ΣTRL
534
1942,58
ΣTRP +Y
623
220,20
Serra Dourada
Pedra Branca
10000
1000
100
10
1
La Ce Pr Nd PmSmEu Gd Tb Dy Ho Er TmYb Lu
MINERAIS
PORTADORES DE REE
APATITA
MEV - BSE
Catodoluminescência
Alteração hidrotermal de apatita
britholita
apatita
apatita
britholita
Pedra Branca
Mocambo
APATITA (Ca5(PO4)3(F, OH, Cl)
BRITHOLITA (Ce, Y, Ca)5[(Si, P)O4]3(F, OH, Cl)
100
Y2O3 (% peso)
10
g1b - Mocambo
g1b - Pedra Branca
g1b - Soledade
g2c - Pedra Branca
Serra Dourada
Ce - Britholita
Y - Britholita
g1a - Mendes
1
0,1
0,01
0,01
0,1
1
ETR2O3 (% peso)
10
100
MINERAIS PORTADORES DE REE
Zircão do Maciço Pedra Branca
Zircão dos maciços Pedra Branca e Serra Dourada
Zircão do Maciço Pedra Branca
Zircão de Pitinga
(Mariano & Mariano Jr. 2012)
PRINCIPAIS MINERAIS DE TERRAS RARAS NOS GRANITOS
TIPO-A DA PROVÍNCIA ESTANÍFERA DE GOIÁS
•
•
•
•
•
MAGMÁTICOS ou HIDROTERMAIS:
Allanita (Ca, La, Ce )2 (Fe2+, Fe3+)Al2O [Si2O7] [SiO4] (OH)
Monazita (REE, Th)PO4
Xenotima (YPO4)
Fergusonita (Y) YNbO4
•
•
•
•
•
•
HIDROTERMAIS:
Fluocerita ((Ce,La)F3)
Bastnaesita (Ce, La,Nd)(CO3)F
Parisita (Ce,La,Nd)2Ca(CO3)3F2
Britholita (REE,Y,Ca)5(SiO4,PO4)3(OH,F)
Oxifluoretos (Ce, La, Nd)OF
Conclusões
• Os maciços graníticos tipo-A da Província Estanífera de
Goiás possuem tipos litológicos com teores de TR que
ultrapassam 1000 vezes o teor médio em condritos, com
teores anômalos em torno de 0,15% de TR + ítrio. Isto foi
observado principalmente nos maciços Serra Dourada,
Pedra Branca e Mocambo, mas existem rochas
semelhantes e indícios nos demais maciços.
• Ao contrário do requerido para estudos petrológicos,
especial atenção deve ser direcionada para rochas
alteradas, saprolitos e perfis de alteração dos granitos!
Conclusões - Maciço Serra Dourada (MGSD)
• Concentrações de TR no maciço granítico Serra Dourada
possuem equivalência com depósitos mundiais
importantes associados a granitos.
• Por exemplo, os teores de TR dos depósitos residuais da
China são da ordem de 0,05 – 0,2 wt% e estes são
atualmente a principal fonte mundial de TRP.
• Os teores do saprolito e de horizontes argilosos são de
0,21 e 0,11 wt% respectivamente o que coloca o MGSD
em posição privilegiada em se tratando de teores.
• Existe ainda um grande potencial nos depósitos
aluvionares e no aproveitamento de TR como subproduto
dos depósitos de Estanho.
Conclusões - Maciços Pedra Branca e Mocambo
• Investigações preliminares indicam a existência dos
mesmo processos concentradores de TR,
principalmente TRP+Y, encontrados na Serra
Dourada.
• Os maciços Pedra Branca e Mocambo possuem
dimensões e condições topográficas para
desenvolvimento de perfis de alteração, onde poderia
haver concentração de terras raras pesadas.
Conclusões - Maciços Pedra Branca e Mocambo
• O potencial para depósitos de TR nesses maciços é
ainda maior pelas concentrações em apatita
magmática da ordem de até 9% de óxidos de TR + Y.
A apatita é consumida durante as alterações
hidrotermais dando origem a minerais secundários de
TR+Y.
• Zircões de rochas mineralizadas têm concentrações
superiores a 10% de óxidos de TRP+Y. Nas frações
mais finas dos depósitos aluvionares de estanho,
zircão é mais abundante do que cassiterita.
Referências sobre REE na Província Estanífera de Goiás
MARINI O. J.; BOTELHO, N. F e ROSSI, PH. - 1992 - Elementos terras raras em granitóides da
Província Estanífera de Goiás. Revista Brasileira de Geociências, 22: 61 - 72.
PINTO-COELHO C., BOTELHO N.F., ROGER G. 1999. Mobilité des terres rares au cours des
altérations hydrothermales: l’exemple du granite de Serra Branca- Brésil Central. C.R. Acad.
Sci. Paris, 328:663-670.
SANTANA I.V. & BOTELHO, N.F. 2014 Occurrence and behavior of monazite and xenotime in
detrital and saprolitic environments related to an A-type granite, Goiás/Tocantins, Brazil:
potential for REE deposits. Journal of Geochemical Exploration (accepted).
SANTANA, I.G. 2013 Caracterização Mineralógica e Geoquímica de Ocorrências de Terras
Raras no Maciço Granítico Serra Dourada, Goiás/Tocantins, Brasil. Dissertação de
Mestrado, Universidade de Brasília, 69 p.
TEIXEIRA, L.M. 2002 Caracterização de Minerais Portadores de Terras Raras e sua Aplicação à
Petrologia e Geocronologia de Granitos das Subprovíncias Tocantins e Paranã – Goiás.
Tese (Doutorado). Universidade de Brasília, 356 p.
TEIXEIRA, L. M.; BOTELHO, N. F. 1999. Comportamento dos elementos terras raras pesadas
em zircão, xenotima e torita dos granitos e greisens da Subprovíncia Estanífera Paranã,
Goiás. Revista Brasileira de Geociências, Brasília, 29 (4): 547-554.
TEIXEIRA, L. M.; BOTELHO, N. F.. 2002 Comportamento cristaloquímico de monazita primária e
hidrotermal durante a evolução de granitos e greisens: exemplos das subprovíncias
Tocantins e Paranã, Goiás. Revista Brasileira de Geociências, 32 (3): 335-342.
TEIXEIRA, L. M.; BOTELHO, N. F 2006. Comportamento geoquímico de ETR durante evolução
magmática e alteração hidrotermal de granitos: exemplos da Província Estanífera de Goiás.
Revista Brasileira de Geociências, Brasília, 36 (4): 679-691.
SERRA DOURADA – REGIÃO DE PELA-EMA
OBRIGADO!