Depósitos de Substituição de Carbonato (CRDs)

Substituição de Carbonato Depósitos (CRDs) são formações geológicas que resultam da substituição de estruturas carbonáticas pré-existentes rochas by minerais de minério, muitas vezes metais como conduzir, zinco e cobre. Esses depósitos são fontes significativas de metais básicos e têm importância econômica devido à concentração de valiosos minerais no meio deles.

Características básicas:

1. Processo de Formação: CRDs normalmente se formam através de um processo de substituição onde fluidos hidrotermais ricos em metais percolam através de rochas carbonáticas, dissolvendo os minerais originais e substituindo-os por minerais de minério. O processo de substituição ocorre em resposta a mudanças na temperatura, pressão e composição química dos fluidos.
2. Minérios Minerais: Os principais minerais encontrados em CRDs incluem sphalerite (zinco), galena (liderar) e calcopirita (cobre). Esses minerais freqüentemente se acumulam nas rochas hospedeiras carbonáticas alteradas, criando depósitos economicamente viáveis.
3. Rochas hospedeiras: As rochas hospedeiras dos CRDs são rochas carbonáticas, como calcário e dolomite. A substituição dessas rochas carbonáticas por minérios leva à formação de zonas mineralizadas distintas dentro do depósito.
4. Distribuição espacial: Os CRDs podem exibir uma ampla gama de distribuições espaciais, desde corpos de minério localizados até extensas zonas mineralizadas. A distribuição dos minerais do minério é influenciada pelas estruturas geológicas, pelas vias dos fluidos e pela natureza das rochas hospedeiras.

Contexto Histórico e Descoberta: A descoberta dos CRDs remonta ao final do século XIX e início do século XX. Uma das primeiras descobertas notáveis ​​ocorreu no famoso depósito de Broken Hill, na Austrália, em 19. Broken Hill é um exemplo clássico de CRD, com chumbo, zinco e prata minerais substituindo rochas carbonáticas.

Com o tempo, os CRDs foram identificados em vários ambientes geológicos ao redor do mundo. México, Estados Unidos, Canadá, Peru e China estão entre os países que hospedam depósitos significativos de CRD. Os avanços na compreensão geológica e nas técnicas de exploração têm desempenhado um papel crucial na descoberta contínua de CRDs.

Importância: Os CRDs são economicamente importantes porque podem hospedar altas concentrações de metais valiosos. A mineração destes depósitos contribui significativamente para a produção global de chumbo, zinco e cobre. Compreender os processos geológicos e as características dos CRDs é essencial para o sucesso da prospecção e aproveitamento destes recursos minerais.

Configuração e Formação Geológica

Rochas hospedeiras: Os Depósitos de Substituição Carbonática (CRDs) ocorrem principalmente em sequências carbonáticas, sendo o calcário e a dolomita as rochas hospedeiras predominantes. Estas rochas carbonáticas fornecem a estrutura necessária para a formação de CRDs através da substituição de minerais originais por minerais de minério.

Configurações tectônicas que conduzem à formação de CRD: Os CRDs estão frequentemente associados a configurações tectônicas e ambientes geológicos específicos. Algumas das configurações tectônicas comuns que conduzem à formação de CRD incluem:

1. Guardada Montanha Cintos: Os CRDs são frequentemente encontrados em regiões associadas a cinturões de montanhas dobradas. A compressão e a deformação associadas à atividade tectônica nesses ambientes criam fraturas e falhas, fornecendo caminhos para fluidos hidrotermais.
2. Zonas de subducção: Ambientes tectônicos onde uma placa tectônica está subduzindo sob outra podem ser propícios à formação de CRD. O magmatismo relacionado à subducção e a circulação de fluidos podem levar à alteração e substituição de rochas carbonáticas.
3. Zonas de fenda: As zonas de fenda, onde a litosfera da Terra está a ser desmembrada, podem criar condições favoráveis ​​para a circulação de fluidos hidrotermais. A tectônica extensional associada às zonas de rifte pode resultar no desenvolvimento de fraturas e falhas, proporcionando caminhos para a mineralização de fluidos.
4. Culpa Zonas: Os sistemas de falhas, independentemente do cenário tectônico específico, podem desempenhar um papel crucial na formação de CRD. As falhas atuam como condutos para fluidos hidrotermais, permitindo-lhes migrar através da crosta terrestre e interagir com rochas carbonáticas.

Processos hidrotérmicos envolvidos na formação de CRD: A formação de Depósitos de Substituição de Carbonato envolve processos hidrotérmicos complexos. Aqui estão as principais etapas:

1. Fluidos Hidrotermais: Fluidos quentes e ricos em metais, frequentemente associados à atividade magmática, circulam pela crosta terrestre. Esses fluidos podem originar-se do manto ou de partes mais profundas da crosta.
2. Interação Fluido-Rocha: Os fluidos hidrotermais interagem com as rochas hospedeiras carbonáticas (calcário e dolomita). Esta interação envolve a dissolução de minerais carbonáticos originais e a precipitação de minerais de minério em seu lugar. O processo de substituição é impulsionado por mudanças na temperatura, pressão e composição química dos fluidos.
3. zoneamento: Os CRDs frequentemente exibem um padrão zonal, com diferentes zonas de mineralização correspondendo a variações de temperatura, pressão e composição do fluido. Este zoneamento pode incluir zonas centrais com maiores concentrações de metais cercadas por zonas periféricas com concentrações mais baixas.
4. Mineralização relacionada a fraturas e falhas: Falhas e fraturas nas rochas hospedeiras fornecem canais para os fluidos hidrotermais. A mineralização é frequentemente concentrada ao longo destas estruturas, resultando na formação de corpos de minério dentro do sistema CRD mais amplo.

Compreender os processos geológicos e hidrotérmicos envolvidos na formação de CRD é essencial para a exploração mineral e avaliação de recursos. Avanços no mapeamento geológico, geoquímica e geofísica contribuir para a identificação e caracterização de potenciais depósitos de CRD.

Minérios Minerais e Mineralização

Minérios Minerais:

Os principais minerais associados aos Depósitos de Substituição de Carbonato (CRDs) incluem:

1. Esfalerita (sulfeto de zinco): A esfalerita é um mineral de ocorrência comum em CRDs e é a principal fonte de zinco. Freqüentemente forma cristais bem definidos e pode variar em cor do amarelo ao marrom e ao preto.
2. Galena (sulfeto de chumbo): Galena é outro mineral significativo encontrado em CRDs, servindo como fonte primária de chumbo. Normalmente aparece como cubos metálicos brilhantes ou cristais octaédricos.
3. Calcopirita (Cobre Ferro Sulfureto): A calcopirita é um minério contendo cobre presente em alguns CRDs. Possui cor amarelo acobreado e é uma importante fonte de cobre.
4. Tetraedrita (Cobre Antimônio Sulfureto): Às vezes, a tetraedrita é encontrada em CRDs, contribuindo para o teor de cobre. Muitas vezes ocorre como cristais metálicos escuros.
5. Pirita (sulfeto de ferro): Embora a pirita não seja um mineral econômico primário em CRDs, ela é frequentemente associada aos corpos de minério. A pirita forma cristais cúbicos e pode estar presente em quantidades variadas.

Minerais da Ganga:

Minerais de Ganga são minerais não econômicos associados a depósitos de minério. No caso dos CRDs, os seguintes minerais de ganga podem estar presentes:

1. Calcita: A calcita é um mineral de ganga comum em CRDs, especialmente considerando as rochas hospedeiras carbonáticas. Freqüentemente forma cristais romboédricos e pode ser encontrado misturado com minerais de minério.
2. Dolomite: A dolomita, outro mineral carbonático, também pode estar presente como ganga nos CRDs. Tem aparência semelhante à calcita, mas pode ser distinguida pela sua composição química.
3. quartzo: O quartzo é um mineral de ganga comum em muitos depósitos de minério e pode estar associado a CRDs. Forma cristais hexagonais e é resistente a intemperismo.
4. Barite: A barita é ocasionalmente encontrada como mineral de ganga em CRDs. Possui alta gravidade específica e pode formar cristais tabulares.

Texturas e Paragênese de Minerais:

1. Texturas de substituição: A textura mais característica nos CRDs é a de substituição, onde os minerais carbonáticos originais são substituídos por minerais de minério. Essa substituição pode ocorrer com a preservação da estrutura rochosa original, gerando texturas distintas.
2. zoneamento: Os CRDs frequentemente exibem zoneamento na mineralização, com diferentes assembleias minerais correspondendo a mudanças na temperatura, pressão e composição do fluido. Este zoneamento pode incluir um núcleo central de minérios de alto teor cercado por zonas periféricas com concentrações mais baixas.
3. Paragênese: A sequência paragenética nos CRDs refere-se à ordem cronológica de formação mineral. Ajuda a compreender a evolução do depósito ao longo do tempo. Normalmente, minerais sulfetados como esfalerita e galena se formam no início da sequência paragenética, seguidos por minerais de estágio posterior como quartzo e calcita.
4. Veias transversais: Além da substituição, os minerais de minério em CRDs podem formar veios transversais dentro das rochas hospedeiras. Esses veios estão frequentemente associados a fraturas e falhas, representando eventos de mineralização em estágio posterior.

Compreender esses minerais de minério, minerais de ganga, texturas e relações paragenéticas é crucial tanto para a exploração quanto para a exploração de CRDs. Estudos geológicos, incluindo trabalhos de campo detalhados e análises laboratoriais, contribuem para desvendar a complexa história destes depósitos.

Assinatura Geoquímica de CRDs

A assinatura geoquímica dos Depósitos de Substituição Carbonática (CRDs) fornece informações valiosas sobre a origem e evolução dos fluidos mineralizantes. Os principais indicadores geoquímicos incluem:

1. Conteúdo de metal: Concentrações elevadas de metais como zinco, chumbo e cobre são indicadores primários de CRDs. Análises geoquímicas de amostras de rochas podem revelar a presença desses metais economicamente valiosos.
2. Elementos do Desbravador: Certos elementos estão associados a tipos específicos de depósitos de minério. No caso dos CRDs, os elementos pioneiros podem incluir elementos como prata, antimônio, arsênico e bismuto. Esses elementos podem servir como indicadores durante a exploração.
3. Enxofre Isótopos: A composição isotópica de enxofre dos minerais de sulfureto nos CRDs pode fornecer informações sobre a fonte de enxofre nos fluidos mineralizantes. Variações nos isótopos de enxofre podem indicar contribuições de diferentes fontes, como enxofre magmático ou sedimentar.
4. Isótopos de Carbono e Oxigênio: Minerais carbonáticos em CRDs, como calcita e dolomita, podem apresentar variações nos isótopos de carbono e oxigênio. Estudos isotópicos auxiliam na compreensão da fonte de carbono e oxigênio nos fluidos hidrotermais e podem fornecer informações sobre a interação fluido-rocha.

Estudos de inclusão de fluidos:

As inclusões fluidas são cavidades microscópicas dentro dos minerais que contêm fluidos aprisionados, fornecendo evidência direta da composição e características dos fluidos mineralizantes. Os estudos de inclusão de fluidos em CRDs envolvem:

1. Composição Fluida: A análise da composição dos fluidos aprisionados nas inclusões ajuda a identificar as características químicas dos fluidos hidrotermais responsáveis ​​pela mineralização.
2. Condições de temperatura e pressão: O estudo das inclusões fluidas permite aos geólogos estimar as condições de temperatura e pressão durante a mineralização. Esta informação auxilia na reconstrução da história geológica do depósito.
3. Salinidade: A salinidade das inclusões fluidas é um parâmetro crucial. Mudanças na salinidade podem indicar variações na composição química dos fluidos hidrotermais durante a evolução do depósito.
4. Mudanças de Fase: Observar mudanças de fase (por exemplo, transições vapor-líquido ou líquido-líquido) em inclusões fluidas ajuda a determinar as condições de aprisionamento e a compreender o comportamento do fluido.

Estudos de isótopos:

Os estudos de isótopos fornecem informações adicionais sobre as fontes e processos envolvidos na formação de CRD:

1. Isótopos Estáveis ​​(Oxigênio, Carbono): Isótopos estáveis ​​de oxigênio e carbono em minerais carbonáticos podem indicar a temperatura e a origem dos fluidos hidrotérmicos. Variações nos isótopos estáveis ​​podem ajudar a distinguir entre diferentes fontes de fluidos e fornecer informações sobre a interação fluido-rocha.
2. Isótopos Radiogênicos (Chumbo, Estrôncio): Isótopos radiogênicos, como isótopos de chumbo e estrôncio, podem ser usados ​​para estabelecer a idade da mineralização e rastrear a origem dos metais. As razões isotópicas ajudam a distinguir entre diferentes fontes geológicas para os metais.
3. Isótopos de Enxofre: Conforme mencionado anteriormente, os isótopos de enxofre nos minerais sulfetados fornecem informações sobre a fonte de enxofre nos fluidos hidrotérmicos.

A integração desses estudos geoquímicos, de inclusão de fluidos e de isótopos permite que os geólogos construam uma compreensão abrangente da gênese e evolução dos CRDs, auxiliando na exploração mineral e na avaliação de recursos.

Tipos de depósitos de substituição de carbonato

Os Depósitos de Substituição de Carbonato (CRDs) podem apresentar vários tipos e classificações com base em suas características geológicas, mineralogiae configurações geológicas. Alguns tipos comuns de CRDs incluem:

1. Tipo Vale do Mississippi (extensão MVT) Depósitos:
   • Rocha Anfitriã: Normalmente hospedado em rochas carbonáticas, como calcário e dolostona.
   • Minerais: Composto predominantemente por esfalerita (zinco), galena (chumbo) e fluorite. Às vezes associado à barita.
   • Distribuição: Frequentemente encontrado em ambientes controlados por falhas em bacias sedimentares.
2. Depósitos de zinco-chumbo do tipo irlandês:
   • Rocha Anfitriã: Hospedado em calcário carbonífero.
   • Minerais: Caracterizado por esfalerita e galena como minerais primários.
   • Distribuição: Encontrado na Irlanda e em partes do Reino Unido.
3. SEDEX Depósitos (Exalativo Sedimentar):
   • Rocha Anfitriã: Hospedado em rochas sedimentares, incluindo sequências de carbonato.
   • Minerais: Composto por minerais sulfetados como esfalerita, galena e pirita. Barita também pode estar presente.
   • Distribuição: Amplamente distribuído globalmente, frequentemente associado a bacias e ambientes em fendas.
4. Depósitos do tipo Broken Hill:
   • Rocha Anfitriã: Hospedado principalmente em rochas carbonáticas.
   • Minerais: Caracterizado por galena, esfalerita e pequenas quantidades de outros sulfetos.
   • Distribuição: Exemplos notáveis ​​incluem o depósito de Broken Hill, na Austrália.
5. Depósitos do tipo Skarn:
   • Rocha Anfitriã: Rochas carbonáticas que sofrem alteração metassomática devido a intrusões de rochas magmáticas.
   • Minerais: Os minerais de minério incluem esfalerita, galena e calcopirita, frequentemente associados a escarnecer minerais como granada e piroxeno.
   • Distribuição: Associado a zonas de metamorfismo de contato ao redor de corpos ígneos intrusivos.
6. Depósitos de substituição vinculados a estratos:
   • Rocha Anfitriã: Normalmente ocorrem em sequências carbonáticas em bacias sedimentares.
   • Minerais: Os minerais de minério podem incluir esfalerita, galena e outros sulfetos.
   • Distribuição: Encontrado em horizontes estratigráficos e pode ser influenciado pela tectônica regional.
7. Depósitos hospedados em dolomita hidrotérmica:
   • Rocha Anfitriã: Hospedado predominantemente em dolomita.
   • Minerais: Minerais como esfalerita e galena estão associados à substituição da dolomita.
   • Distribuição: Ocorrem em regiões onde ocorreu a dolomitização, frequentemente associada ao fluxo de fluido hidrotérmico.
8. Depósitos de chumbo-zinco hospedados em carbonato (CHZ):
   • Rocha Anfitriã: Rochas carbonáticas, incluindo calcário e dolomita.
   • Minerais: Composto principalmente por galena e esfalerita.
   • Distribuição: Encontrado em vários ambientes geológicos, incluindo plataformas carbonáticas e ambientes relacionados a fendas.

Esses tipos de CRDs demonstram a diversidade de ambientes e processos geológicos que podem levar à formação de recursos economicamente significativos. depósitos minerais. Cada tipo tem seu próprio conjunto de características, e compreender essas variações é crucial para o sucesso da exploração e exploração mineral.

Exemplos regionais de CRDs

1. Depósito Broken Hill, Austrália:
   • Localização: Nova Gales do Sul, Austrália.
   • Minerais: Predominantemente galena (chumbo) e esfalerita (zinco).
   • Características geológicas: Broken Hill é um dos CRDs mais ricos do mundo, com mineralização ocorrendo em uma sequência de rochas sedimentares do Siluriano. O depósito está associado a falhas e está hospedado em um ambiente rico em carbonato. Tem sido uma fonte historicamente significativa de chumbo, zinco e prata.
2. Minas de Trepča, Kosovo:
   • Localização: Norte do Kosovo.
   • Minerais: Galena, esfalerita, calcopirita e pirita.
   • Características geológicas: As minas de Trepča representam um complexo de CRDs hospedados em rochas carbonáticas. A mineralização está associada a zonas de falha e ocorre dentro de uma região tectonicamente ativa. O depósito tem sido historicamente importante para chumbo, zinco e outros metais básicos.
3. Mina Pine Point, Canadá:
   • Localização: Territórios do Noroeste, Canadá.
   • Minerais: Esfalerita, galena e pirita.
   • Características geológicas: Pine Point é um exemplo clássico de depósito do tipo Mississippi Valley (MVT). O minério ocorre em dolostônio e calcário, e a mineralização está associada a feições e falhas cársticas. Foi um importante produtor de chumbo-zinco no passado.
4. Mina Borieva, Bulgária:
   • Localização: Campo de minério de Madan, Bulgária.
   • Minerais: Esfalerita, galena, pirita e calcopirita.
   • Características geológicas: A Mina Borieva está situada em uma região com uma longa história de mineração e é conhecida por suas jazidas de minério contendo carbonato. A mineralização está associada a falhas e ocorre dentro de rochas carbonáticas, contribuindo para a produção de chumbo e zinco na Bulgária.
5. Mina Rammelsberg, Alemanha:
   • Localização: Baixa Saxônia, Alemanha.
   • Minerais: Esfalerita, galena, pirita e calcopirita.
   • Características geológicas: Rammelsberg é um distrito mineiro histórico que tem sido explorado há séculos. O minério ocorre em um depósito polimetálico hospedado em um complexo de rochas vulcânicas e sedimentares. É um dos maiores depósitos de chumbo-zinco-prata do mundo.
6. Distrito Mineiro de Ozdag, Turquia:
   • Localização: Anatólia Central, Turquia.
   • Minerais: Esfalerita, galena e pirita.
   • Características geológicas: O Distrito Mineiro de Ozdag é conhecido por seus CRDs hospedados em carbonato. A mineralização está associada a zonas de falha, e o minério ocorre em dolomita e calcário. A Turquia tem sido um produtor significativo de zinco e chumbo provenientes desses depósitos.
7. Distrito Mineiro de Navan, Irlanda:
   • Localização: Condado de Meath, Irlanda.
   • Minerais: Esfalerita, galena e pirita.
   • Características geológicas: O Navan Mining District é um depósito de zinco-chumbo do tipo irlandês. O minério ocorre em calcário carbonífero e está associado a falhas. Tem sido uma importante fonte de zinco e chumbo na Irlanda.

Estes exemplos regionais destacam a distribuição global de Depósitos de Substituição de Carbonato e a diversidade geológica dos ambientes em que se formam. Cada jazida possui características únicas moldadas pela sua história geológica e configuração tectónica, contribuindo para a importância económica dos respectivos distritos mineiros.

Comparações com outros tipos de depósito

1. Depósitos de cobre pórfiro:

• contraste: Os depósitos de cobre pórfiro estão principalmente associados a intrusões magmáticas e são caracterizados por mineralização disseminada em grandes volumes de rocha hospedeira. Em contraste, os CRDs são normalmente hospedados em rochas carbonáticas e resultam da substituição de minerais originais por minerais de minério devido a fluidos hidrotérmicos.
• Commonalidade: Ambos os tipos de depósitos podem ser fontes significativas de metais básicos, incluindo cobre, e estão frequentemente associados aos limites das placas tectônicas.

2. Sulfeto maciço vulcanogênico (VMS) Depósitos:

• contraste: Depósitos VMS formam-se em associação com a atividade vulcânica submarina e são caracterizados por enormes acumulações de sulfetos no fundo do mar. Os CRDs, por outro lado, estão frequentemente associados a ambientes sedimentares e resultam da substituição de rochas carbonáticas por minérios minerais.
• Commonalidade: Tanto VMS quanto CRDs podem conter uma variedade de metais básicos, incluindo zinco e chumbo, e podem compartilhar algumas características geoquímicas.

3. Depósitos de Skarn:

• contraste: Os depósitos de Skarn se formam através da interação de fluidos hidrotermais com rochas carbonáticas, semelhantes aos CRDs. No entanto, os skarns estão normalmente associados à intrusão de rochas magmáticas, levando a alterações metamórficas nas rochas circundantes. Os CRDs, por outro lado, podem não ter uma associação direta com o magmatismo intrusivo.
• Commonalidade: Ambos os tipos de depósitos podem conter metais básicos, como zinco, chumbo e cobre, e podem ter associações minerais sobrepostas.

4. Depósitos Exalativos Sedimentares (SEDEX):

• contraste: Os depósitos SEDEX se formam em bacias sedimentares através da exalação de fluidos ricos em metais do fundo do mar. Os CRDs, embora também associados a ambientes sedimentares, frequentemente envolvem a substituição de rochas carbonáticas por minérios devido a fluidos hidrotermais.
• Commonalidade: Ambos os tipos de depósitos podem ser estratiformes e hospedar mineralização de metais básicos, mas os processos geológicos específicos que levam à sua formação são diferentes.

5. Epitérmico Dourado depósitos:

• contraste: Os depósitos epitérmicos de ouro formam-se a partir de fluidos hidrotermais de baixa temperatura próximos à superfície da Terra e são caracterizados pela deposição de ouro e prata. Os CRDs, embora envolvam fluidos hidrotérmicos, estão focados na substituição de rochas carbonáticas por sulfetos de metais básicos.
• Commonalidade: Ambos os tipos de depósitos estão associados a processos hidrotérmicos e alguns CRDs também podem conter ouro e prata como subprodutos.

6. Depósitos estratiformes de chumbo-zinco:

• contraste: Os depósitos estratiformes de chumbo-zinco, semelhantes aos depósitos SEDEX, são depósitos acamados em rochas sedimentares. Os CRDs, embora também ocorram em sequências carbonáticas, podem envolver processos de substituição hidrotérmica mais complexos.
• Commonalidade: Ambos os tipos de depósitos podem ser estratiformes e conter mineralização de chumbo e zinco, mas os processos geológicos que levam à sua formação podem ser diferentes.

Embora estes tipos de depósitos partilhem alguns elementos comuns, as distinções residem nas suas configurações geológicas, na mineralogia e nos processos específicos que levam à sua formação. Compreender estas diferenças é crucial para uma exploração mineral eficaz e avaliação de recursos.

Listas de referência

Livros:

1. Guilbert, JM e Park, CF (1986). A Geologia dos Depósitos de Minério. Homem Livre.
2. Spry, PG (2003). Mineralogia e Geoquímica de Sulfetos. Cambridge University Press.
3. Kesler, SE e Wilkinson, BH (2008). A atmosfera primitiva e os oceanos da Terrae A Origem da Vida. Springer.
4. Evans, AM (1993). Geologia do minério e minerais industriais: uma introdução. Ciência Blackwell.

Artigos de jornal:

1. Grande, RR e Bull, SW (2006). Depósitos de chumbo-zinco hospedados em carbonato. Publicação especial da Sociedade de Geólogos Econômicos, 10, 307-328.
2. Lydon, JW (1984). O papel das rochas carbonáticas no desenvolvimento de Tipo Vale do Mississippi depósitos. Geologia Econômica, 79(3), 321-337.
3. Hofstra, AH (1995). Depósitos de Skarn. Resenhas em Geologia Econômica, 7, 13-29.
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Recursos on-line:

1. Sociedade de Geólogos Econômicos (SEG): https://www.segweb.org/
2. Sociedade Geológica da América (GSA): https://www.geosociety.org/
3. Pesquisa Geológica dos EUA (USGS): https://www.usgs.gov/
4. Atlas de Minas Australiano – Geociências Austrália: http://www.australianminesatlas.gov.au/