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Pesquisa Geológica e Exploração Mineira Curso: Geologia 3o Ano

Curso: Geologia 3º ano Disciplina: Pesquisa geológica e exploração mineira

I – ASPECTOS HISTÓRICOS DA PESQUISA GEOLÓGICA 3

A DESCOBERTA DOS METAIS 5

INTRODUÇÃO A PESQUISA GEOLÓGICA E GEOLOGIA MINEIRA 7

OBJECTO DA PESQUISA GEOLÓGICA 8 MÉTODOS DE PROSPECÇAO 9

INDICADORES GEOLÓGICOS 14

CLASSIFICAÃO DOS INDICADORES 14 INDICADORES REGIONAIS OU DE DESENGROSSAMENTO 14 RESUMO SOBRE OS INDICADORES 15 INDICADORES GEOMORFOLOGICOS 16 EXPRESSÃO TOPOGRÁFICA DOS AFLORAMENTOS 16 ENQUADRAMENTO FISIOGRAFICO GERAL DE ALGUNS TIPOS DE JAZIGOS 17 ENQUADRAMENTO FISIOGRAFICO PARTICULAR DOS PLACERS 18 ENQUADRAMENTO FISIOGRAFICO GERAL DOS JAZIGOS DE OXIDACAO E DE ENRIQUECIMENTO SUPERGENICO 19 INDICADORES MINERALOGICOS 23 PADRAO DE FRACTURAS COMO GUIA 36

GEOLOGIA DOS DEPÓSITOS MINERAIS 40

DEPÓSITOS MNERAIS ASSOCIADOS Á ROCHAS ÍGNEAS 40 DEPÓSITOS MINERAIS ASSOCIADOS ÁS ROCHAS ULTRABÁSICAS 40 SUDBURRY, ONTÁRIO CANADA 41

MODELOS DE PESQUISA GEOLÓGICA 43 CARTOGRAFIA GEOLÓGICA COMO MÉTODO DE PESQUISA 45 DIFERENTES APLICAÇÖES DA CARTOGRAFIA GEOLÓGICA NA PESQUISA 46

MÉTODOS DE PESQUISA GEOQUÍMICA 52

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ESTUDOS DETALHADOS DE DEPÓSITOS DE MINERAL MOSTRAM QUE OS ELEMENTOS TENDEM 59

MÉTODOS DE PESQUISA GEOFÍSICA 68

PROSPECÇAO DE ALUVIOES E INTRODUÇÃO AO CÁLCULO DE RESERVAS

MÉTODOS DE PESQUISA DIGITAL 69 GEOLÓGICAS 73

PROSPECÇAO DE ALUVIONAR ESTRATIGRÁFICA 73

AMOSTRAGEM POR SONDAGENS 80

LAVAGEM DOS SEDIMENTOS 81

SLUICE 83

PROSPECÇAO SISTEMÁTICA E AVALIAÇAO DOS JAZIGOS ALUVIONARES 85

MÉTODOS DE EXPPLORAÇÃO 110

CRITÉRIOS DE SELECÇÃO DO MÉTODO DE EXPLORAÇÃO 112 EXPLORAÇÃO SUPERFICIAL 116 O CONCEITO DO ÂNGULO DE REPOUSO 117 PLANEAMENTO 117 EQUIPAMENTO 121 TIPOS DE EXPLORAÇÃO SUPERFICIAL 121 OPEN PIT-BENCH MINING 122 OPEN CAST OR STRIP MINING 123

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Os filósofos gregos, cujo método de enfrentar a maior parte dos problemas era teórico e especulativo, decidiram que a terra era constituída por muito poucos elementos, ou substâncias básicas. Cerca de 430 a.c., foram definidos quatro substâncias: a terra, o ar, a água e o fogo. Aristóteles, um século mais tarde, propôs que os céus constituíam um quinto elemento, o éter. Os alquimistas medievais, no estudo da matéria, perderamse em charlatices e magias, mas chegaram a conclusões mais sólidas e razoáveis do que os gregos porque pelo menos, manipulavam as matérias sobre as quais especulavam.

Procurando explicar as diversas propriedades, os alquimistas ligaram estas propriedades a certos elementos de controle que acrescentaram a lista. Identificaram o mercúrio como o elemento que dava propriedades metálicas as substâncias, e o enxofre como o elemento que produzia a inflamabilidade. Um dos últimos e melhores alquimistas, o médico suíço, conhecido por Paracelso, acrescentou já no século XVI, o sal como o elemento que dava resistência térmica.

Os alquimistas perceberam que uma substância podia ser transformada noutra por simples acrescentar e subtracção de elementos nas proporções adequadas. Por exemplo, um metal como o Pb, poderia ser transformado em “ouro”, por acrescentar uma quantidade adequada de mercúrio. Estes processos de transformação de metais em outros levaram a descoberta de substâncias bastante importante como os ácidos minerais – ácido azótico, ácido clorídrico e em particular o ácido sulfúrico (propriamente obtido em 1300) – e o fósforo. Os ácidos então descobertos produziram uma verdadeira “revolução científica”, permitindo decompor substâncias sem usar grandes temperaturas ou esperar muito tempo. Ainda hoje os ácidos, em particular o ácido sulfúrico, têm uma importância vital na industria.

Diz-se que o grau de industrialização de uma nação pode ser avaliado pelo seu consumo anual de ácido sulfúrico.

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Contudo, poucos foram os alquimistas que seguiram esta via, i.e., a procura da verdade sobre os elementos e substâncias, optando por aquilo a que chamaram ou melhor consideraram ser o seu principal objectivo. Estes membros da comunidade científica, pouco escrupulosos, produziram ouro falsificado a fim de garantirem apoios financeiros. Este fenómeno levou a que a palavra alquimista, no século dezoito, tivesse que ser abandonada para dar lugar a palavra químico. A alquimia passou a ser a ciência designada por química.

Nos inícios desta “nova” ciência, um dos pioneiros mais brilhantes foi Robert

Boyle, que apresentou as conhecidas leis sobre as fases que têm o seu nome. Foi Boyle quem introduziu o critério moderno da definição de um elemento:

Uma substância básica pode ser combinada com outros elementos de modo a formar compostos e que, inversamente, não pode ser decomposta numa substância mais simples depois de ser isolada de um composto.

Contudo, Boyle, assim como Isaac Newton, mantinham a opinião medieval sobre os elementos existentes, por exemplo, pensavam que o ouro não era um elemento e podia ser formado a partir de outros metais. O imperador Francisco José da Austrália – Hungria subsidiou experiências de Isaac Newton para obtenção de ouro até 1867.

No século seguinte ao de Boyle, o trabalho químico prático, começou a esclarecer quais as substâncias poderiam ser divididas noutras mais simples e quais não o podiam ser. Henry Cavedish mostrou que o oxigénio se combina com o hidrogénio formando a água, pelo que esta não pode ser considerada um elemento. Mais tarde Lovoisier separou o elemento ar em oxigénio e azoto. Tornou-se então evidente, que nenhum dos elementos dos gregos o era de facto segundo o critério de Boyle, os elementos dos alquimistas; mercúrio, enxofre, ferro, estanho, chumbo, cobre, prata, ouro e outras substâncias não metálicas como o fósforo, o carbono e arsénio, mostraram “segundo Boyle” ser verdadeiros elementos. O “elemento” Sal de Paracelso, acabou por ser subdividido em duas substâncias mais simples. Como é óbvio a definição de elemento dependia da química da época. Enquanto uma substância não era separada pelas técnicas existentes, podia ser considerado como um elemento, por exemplo, a lista de trinta e três elementos de Lovoisier continha substâncias como o sal, a magnésia, e quartzo até anos depois de Loivisier ter morrido na guilhotina durante a revolução

Pesquisa Geológica e Exploração Mineira Curso: Geologia 3o Ano francesa. O químico inglês Humphry Devy, usando uma corrente eléctrica para separar as substâncias, dividiu o Cal em oxigénio e um novo elemento a que chamou cálcio e do mesmo modo dividiu a magnésia em oxigénio e magnésio. Por outro lado, Devy conseguiu mostrar que um gás verde que o químico sueco Schecles produzira a partir de ácido clorídrico, não era um composto desse ácido e de oxigénio, como se pensava, mas sim um verdadeiro elemento a que chamou cloro (do termo grego que indica verde).

A contínua investigação levou ao conhecimento de outros elementos, desde o século XIX os químicos começaram a sentir embaraços para ordenar segundo critérios lógicos todos os elementos conhecidos. Assim apareceu depois da introdução do conceito de peso atómico, a tabela periódica de Mendeleev, um químico russo, em 1869, que mostrava a ocorrência periódica de propriedades químicas semelhantes.

A descoberta do Raio-X por Roentgen, inaugura uma nova Era na história da tabela periódica. Em 1711, o físico inglês Charles Barkla, tinha descoberto que quando os raios - x são bloqueados por um metal, os raios dispersados possuem um poder de penetração bem definido, que é função do tipo do metal:

Por outras palavras, cada elemento produz os seus próprios raios-x característicos. Estudos aturados permitiram a identificação de elementos radioactivos, elementos de transição, elemento pesados, os gases nobres ou inertes, os elementos das terras - raras e actanídios.

A descoberta dos Metais

A maior parte dos elementos da tabela periódica são metais. Apenas 20 dos 102 elementos podem ser considerados como não metálicos. No entanto o uso dos metais surgiu relativamente mais tarde na história da espécie humana. Uma razão disto, é que com raras excepções, os elementos metálicos estão combinados na natureza com outros elementos não sendo fácil de reconhecer ou extrair. Os povos primitivos usaram inicialmente apenas os materiais que poderiam ser manipulados por tratamentos simples como a gravura, a separação de lascas, o entalhar e o triturar e, portanto os seus instrumentos restringiam-se a ossos, pedras e madeira.

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Os povos primitivos poderão ter começado a conhecer os metais através da descoberta de meteoritos, de pequenas pepitas de ouro ou de cobre metálico presente nas cinzas de fogueiras usados como ornamentos muito antes de terem qualquer outra finalidade. Estes metais eram raros, atraentes e como tal muito aparecidos e usados como trocas até serem aceites como forma de pagamento.

O facto que acabou por revelar toda a importância dos metais, foi a descoberta de que alguns deles poderiam adquirir um rebordo mais cortante do que a pedra, e manter esse rebordo mesmo em condições que destruiriam um machado de pedra. O primeiro metal a ser obtido em condições razoáveis foi o cobre já cerca de 4.0 a.c.

A necessidade dos povos se defenderem das agressões e invasões de outros povos levou ao desenvolvimento da metalurgia da altura, criando-se ligas que tornavam os metais mais resistentes, como por exemplo a liga de Cu e Sn (bronze), suficientemente dura para a construção de armas.

Ao longo de toda a história procurou-se o desenvolvimento que esteja intimamente ligado a tudo o que vem da terra. É nos recursos naturais e de entre os minerais, como acabamos de ver de uma forma sucinta, que está o futuro da comunidade. Assim sendo, o homem teve e tem desenvolvido todos os conhecimentos no domínio da pesquisa, prospecção, reconhecimento e exploração dos recursos minerais.

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Para introduzir a pesquisa é importante começar por defini-la. A Pesquisa Geológica é um conjunto de actividades necessárias antes de se tomar uma decisão fundamental (“inteligente”) acerca do tamanho, flowsheet inicial de operações extractivas novas – neste aspecto contém um aspecto de avaliação (económica). A prospecção é a fase que antecede a pesquisa e que conduz a descoberta de jazigos e pode ser dividida em: Procura de jazigos minerais absolutamente desconhecidos;

Procura de jazigos no provável prolongamento de jazigos conhecidos

A finalidade da prospecção é descobrir novos jazigos minerais que possam ser explorados no presente ou no futuro. O objectivo principal da prospecção é encontrar o maior número de depósitos minerais a um investimento mínimo e um tempo óptimo. A procura de jazigos é baseada na identificação e perseguição de indicadores, uma vez que o jazigo em si é muito pequeno e por vezes esta a grandes profundidades.

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