T1 - Pesquisa Mineral

TOMO I

PESQUISA MINERAL

Prof: Luciano Pena

TOMO I

Pesquisa Mineral

Capítulo I

Definições de termos técnicos

1. GLOSSÁRIO


1.1. Atitude: Atitude de uma superfície geológica planar (estratificação, foliação metamórfica, falha..) é a definição da disposição espacial desta superfície com relação ao plano horizontal e à linha meridiana N S verdadeira, usando-se dois parâmetros: a direção e o mergulho da camada. A direção (strike) de uma camada é dada pelo ângulo entre a linha N S e a linha da interseção do plano da camada com o plano horizontal. O mergulho (dip) da camada é o angulo entre a camada e um plano horizontal, devendo ser indicado o quadrante para o qual mergulha a camada. Se a camada é horizontal não se tem direção e o mergulho é zero graus e se for vertical o mergulho é de 90 graus sem quadrante de mergulho.

1.2. Barragem de rejeito: Local onde deposita o rejeito observando conceitos técnicos adequados para se evitar rompimentos e danos ambientais.

1.3. Curvas de nível: Linhas de interseção da superfície topográfica com um plano horizontal imaginário ou linhas que unem os pontos do terreno que possuem a mesma altitude (cota ou elevação).

1.4. Depósito controlado de Estéril: Local onde se deposita estéril com conceitos técnicos adequados para se evitar rompimentos e danos ambientais.

1.5. Direção da camada: Ângulo que fazer a linha horizontal de uma camada e a direção do norte verdadeiro.

1.6. Efluente: O termo efluente refere se a águas fluviais ou de esgotos que são despejadas nas águas costeiras. Os esgotos podem ser domésticos ou industriais (química, mineração, etc.) e podem levar à poluição ambiental como acontece em várias regiões.

1.7. Geologia Aplicada: Usa conceitos e métodos geológicos para pesquisa de problemas específicos como: prospecção e mineração - geologia econômica, água - hidrogeologia, petróleo - geologia do petróleo, verificação das condições geológicas para obras de engenharia.

1.8. Geologia de Petróleo: Ramo da Geologia relacionado com a origem, migração e acumulação de petróleo e gás natural, bem como a pesquisa, exploração e explotação das suas jazidas (Oliveira, 1997, p. 153)


1.9. Geologia Econômica: Estudo e análise dos corpos geológicos e dos materiais que podem ser utilizados lucrativamente pelo homem, incluindo combustíveis, metais, minerais, não-metálicos e água,+ aplicação do conhecimento geológico e da teoria para pesquisa e compreensão dos depósitos.

1.10. Gradiente: É a medida do aclive ou declive de uma camada geológica. É a relação entre a vertical e a horizontal do triângulo formado (expresso em porcentagem).

1.11. Mergulho da camada: É o maior ângulo de inclinação da camada geológica ou de minério com o plano horizontal. O mergulho é perpendicular à direção da camada.

1.12. Mineral: Massa sólida de origem natural inorgânica cuja composição química é bem definida e que apresenta forma de estruturação atômica segundo células que se repetem. Minerais que não tem este padrão organizacional, como a opala, são chamados de amorfos ou mineralóides. Os minerais, em geral, são sólidos.

1.13. Mineral Minério: Mineral de interesse econômico que compõe de forma individual ou associado a outros minerais de interesse econômico formando o minério.

1.14. Mineral Primário: Mineral gerado quando da formação da rocha, e mantém sua forma e composição originais.

1.15. Mineral Secundário: Mineral que se formou após a formação da rocha que o contém e geralmente a partir de outro mineral primário.

1.16. Mineralogia: Ciência que estuda as substâncias inorgânicas naturais, chamadas minerais, sua formação e ocorrência, suas propriedades e composição e sua classificação, sejam elas de origem terrestre ou extraterrestre (Parker, 1988, p. 390)

1.17. Ocorrência Mineral: Massa com alguma concentração mineral que não tem ou não foi ainda definido se pode ser lavrada economicamente.

1.18. Plunge: Medidas que definem a direção e mergulho da tendência em profundidade do eixo de uma ocorrência mineral ou jazida.

1.19. Reologia: Ciência que pesquisa o comportamento da matéria sob influência de esforços, por exemplo, rigidez, plasticidade, etc. Os seus resultados técnicos podem ser aplicados com cautela em problemas tectônicos.

1.20. Poluição do Solo: Contaminação do solo por qualquer um dos inúmeros poluentes derivados da agricultura, mineração, atividades urbanas e industriais, dejetos animais, uso de herbicidas e processos de erosão. (FEEMA).

1.21. Pesquisa Mineral: conjunto de operações e técnicas para se descobrir ocorrências e jazidas minerais. Inclui informações de satélite, campo, história, DOU, etc.

1.22. Exploração Mineral: Conjunto de operações e técnicas para se defininir e dimensionar economicamente as ocorrências minerais e verificar a possibilidade de transformação em empreendimento econômico.

1.23. Desenvolvimento: Conjunto de operações e técnicas para se propiciar a lavra e extração do minério. Pode-se produzir estéril ou minério.

1.24. Desenvolvimento primário: Atividades de preparação de acessos ao minério onde o material produzido é somente estéril ou sem valor econômico.

1.25. Desenvolvimento produtivo: Atividades de preparação da lavra do minério onde o material produzido é de valor econômico.

1.26. Desenvolvimento Sustentável: Modelo de desenvolvimento que leva em conta, além dos fenômenos econômicos, os de caráteres sociais e ecológicos, atendendo às exigências do presente sem comprometer as gerações futuras.

1.27. Lavra: Conjunto de operações coordenadas objetivando o aproveitamento industrial da jazida, desde a extração de substâncias minerais úteis que contiver, até o beneficiamento das mesmas. O aproveitamento depende de alvará de autorização de pesquisa do DNPM –Departamento Nacional de Produção Mineral

1.28. Beneficiamento: Melhoramento das propriedades químicas ou físicas de um minério, para que o seu metal possa ser aproveitado economicamente (Parker, 1989, p. 203)

1.29. Chapéu de Ferro: Expressão mineira da zona de enriquecimento secundário de limonita e hematita, originadas por decomposição atmosférica de veios metalíferos ricos em ferro, recobrindo um afloramento de minério sulfetado e denunciando a existência, em profundidade, de um depósito mineral.

1.30. Estéril: Material sem aproveitamento econômico que é extraído da mina e descartado sem processamento (beneficiamento) industrial.

1.31. Estratificação: Estrutura originada pela acumulação progressiva de qualquer material (partículas clásticas, por precipitação química ou decantação de colóides floculados..) tendendo a formar camadas definidas por descontinuidades físicas e/ou por nítidas passagens textural, estrutural ou química. Esta estrutura é mais típica de rochas sedimentares na forma de camadas, lâminas, lentes ou cunhas. Origina se devido a variações das condições geológicas, físicas, químicas e/ou biológicas durante a deposição do sedimento. Aplicável tambem para rochas plutônicas, vulcânicas e de deposição filoniana progressiva como ocorrem em muitos minérios.

1.32. Filão de minério: (lode) Veio ou zona enriquecida de minério em uma jazida mineral.

1.33. Ganga: Mineral(is) e/ou rocha(s) sem interesse econômico que ocorrem associados com o minério. Geralmente, a ganga é prejudicial à economicidade da lavra por diminuir o teor, dificultar a extração ou o beneficiamento do minério.

1.34. Isópaca: Representação em mapa das variações de espessura real de um corpo geológico através de linhas de que unem pontos de mesma espessura em múltiplos de determinados valores e projetadas essas linhas verticalmente no plano do mapa. Entre outras utilidades, tem se a de permitir cubar corpos de minério ou da rocha de interesse.

1.35. Jazida: Ocorrência de minério em quantidade, teor e características físico químicas (reservas) que, junto com condições suficientes de infraestrutura e localização, permitem a sua exploração econômica.

1.36. Rampa: Galeria responsável por atingir o minério em profundidade, possibilitando o acesso ao minério e posteriormente transporte de todo material extraído.

1.37. Rejeito de minério (tailing): Produtos finais estéreis ou não econômicos resultantes da lavra e beneficiamento do minério de uma mina e que são, geralmente, empilhados ou lançados em locais de deposição.

1.38. Reservas minerais: A medida da quantidade e de teores de minério de um depósito mineral em função de um teor mínimo de explotabilidade deste minério. Existem vários tipos de reservas (medida, inferida e total) em função da precisão dos dados disponíveis de amostragem e segundo conceitos próprios de cada tipo de minério. As reservas variam com o desenvolvimento tecnológico do processamento e beneficiamento mineral bem como com as variáveis econômicas envolvidas.

1.39. Rocha hospedeira: Rocha que contem o minério ou mineral de minério disseminado ou em finos veios.

1.40. Falha: Superfície de fratura de rochas em que ocorre deslocamento relativo entre os dois blocos de um lado e de outro desta superfície. Como outros planos geológicos, o plano de falha tem uma atitude, definida pela direção e mergulho atuais que não são necessariamente os mesmos da época do falhamento. Exceto nas falhas verticais, distinguem se o teto da falha, bloco acima do plano de falha, e muro da falha, bloco abaixo. O deslocamento dos blocos no sentido e distância define o rejeito da falha.

1.41. Rejeito de falha: Determinação do deslocamento entre dois pontos originalmente contíguos em um plano de falha. O rejeito é definido por um sentido (rejeito relativo) ou por um vetor de deslocamento (rejeito absoluto). O sentido do rejeito pode ser medido por feições impressas nas rochas dos dois lados do espelho de falha, tais como estrias ou ranhuras (slichensides), caneluras, ressaltos.

1.42. Rejeito: Material inaproveitável retirado durante o processo de enriquecimento (tratamento) do minério.

1.43. Subnível: Galeria horizontal ou sub-horizontal, normalmente dentro do corpo do minério, responsável por preparar o minério para lavra.


1.44. Subproduto: Um bem mineral que não é o minério principal de uma jazida mas que, pode, em certas situações, ser responsável por viabilizar economicamente a mineração do produto principal por agregar valor. Existem condições em que bens minerais associados a um minério são prejudiciais à exploração da jazida ou ao beneficiamento do minério, podendo, inclusive, inviabilizar economicamente a lavra do produto principal.





Capítulo II

Gênese das Jazidas

1. OBJETIVOS

Possibilitar o entendimento da gênese das jazidas minerais, processo de formação e morfologia associada.

2. FASES DA MINERAÇÃO




3. MORFOLOGIA E GÊNISE DAS JAZIDAS MINERAIS

3.1. PRINCIPAIS MORFOLOGIAS

3.1.a. Veios

São estruturas mineralizadas estreitas (da ordem de centímetros). Podem ter continuidade ou não.

3.1.b. Camadas

Estrutura individualizada que pode ser ou não mineralizada. Tem espessura da ordem metros.



3.1.c. Maciços

São estruturas de grandes dimensões, mineralizadas ou não que podem ter dezenas ou centenas de metros.

3.1.d. Disseminações

São mineralizações disseminadas na rocha ou maciço




3.2. GENESE DAS JAZIDAS

É indiscutível a grande importância da gênese das jazidas para a mineração. Este campo se enquadra na área conhecida como geologia econômica.

Principais agentes formadores

3.2.a. Magma

Ocorrem devido às mudanças das condições físico-químicas durante a ascensão do magma.

- Jazidas de disseminação: Ocorre durante a simples disseminação do magma, dando origem a uma rocha granular, com cristais disseminados. É importante dizer que o mineral valioso depois de formado, praticamente não sofre migração no seio da massa fluida.

Ex: Diamantes e algumas gemas (safira, rubi).

- Jazidas de segregação: São concentrações que ocorrem devido à diferença de densidade dos elementos químicos que constituem o magma. A segregação ocorre através da sedimentação dos cristais maiores e mais densos, por gravidade, se acumulando na câmara magmática.

Ex: Cromita (Ferbasa)

- Jazidas de injeção: O magma atravessa rochas adjacentes, ou seja, os minerais formados não permanecem no mesmo local de formação, podendo até metamorfizar as encaixantes.

3.2.b. Intemperismo

- Jazidas de concentração residual: O enriquecimento resulta da concentração de minerais valiosos no próprio local ocupado pela rocha matriz enquanto os constituintes de menor valor econômico são removidos e transportados para outros locais, ficando o resíduo rico sob forma de elúvio.

Condições necessárias para formação de jazidas de concentração residual:

1. A matriz conter minerais úteis insolúveis, ao contrário das substancias indesejáveis.
2. Intemperismo atuante favorecendo a dissolução química das substâncias indesejáveis.
3. Topografia suave favorecendo a retenção do material rico.
4. Duradoura estabilidade da crosta para que permita acumulações de grande porte.

Ex: Bauxita

- Jazidas de enriquecimento supergênico: Os depósitos minerais quando são atacados pela erosão são simultaneamente intemperizadas com as rochas encaixantes. As águas superficiais oxidam muitos minerais minérios produzindo solventes que dissolvem outros minerais, modificando profundamente muitos depósitos, tornando estéreis as partes superiores por oxidação e lixiviação. Alguns metais são dissolvidos na zona superior de penetração das águas, chamadas de zona inferior ou transformar minerais minérios em formas mais utilizáveis ou não , ou até mesmo formar os “ore shoots”. A maior importância do enriquecimento supergênico é o efeito de tornar partes de veios estéreis enriquecidos e os protominérios mais ricos como ocorre em alguns casos e concentração de cobre. A oxidação e o enriquecimento supergênico estão intimamente correlacionados porque sem oxidações não haverá o suprimento de solventes a partir dos quais os minerais podem ser precipitados naquela zona.

Para haver enriquecimento supergênico é necessário:

1. Oxidação.
2. Minerais hipogênicos que ao oxidar produzam os solventes necessários (em geral são os sulfetos).
3. Permeabilidade do depósito pela zona de oxidação para a passagem das soluções pela zona de oxidação.
4. Ausência de precipitantes nesta zona de oxidação para impedir a formação de compostos oxidantes.
5. Zona sem oxigênio livre para permitir a deposição dos sulfetos supergênicos, geralmente abaixo do nível do lençol freático.

- Jazidas pegmatíticas: Como último estágio da solidificação do magma resulta num resíduo aquoso e rico em sílica e elementos voláteis. Esse reíduo quando atinge condições propícias cristalizam-se lentamente, formando jazidas pegmatíticas (pegmatitos).

Ex: Região de Governados Valadares e Teófilo Otoni: Gemas, Caulim, Feldspatos, etc.

- Processos hidrotermais: Após a consolidação do magma as soluções residuais são injetadas para locais de menor pressão constituindo as chamadas soluções mineralizantes. Dois principais tipos:

1. Se estas substâncias minerais reagem substituindo as rochas encaixantes, dão origem às jazidas de substituição ou metassomáticas.
2. Se estas substâncias minerais carreadas pelas soluções hidrotermais simplesmente precipitam em cavidades já existentes formam as jazidas de preenchimento.

Obs: Em ambos os casos estes processos podem formar apenas ocorrências minerais. Mesmo assim os depósitos hidrotermais são responsáveis pela formação da maioria das jazidas de ouro, prata, cobre, chumbo e zinco.

- Jazidas de evaporação: A evaporação é um importante processo na formação de muitos depósitos econômicos de não metais. Este fenômeno é mais comum em regiões de climas quentes e áridos. A evaporação de grandes volumes de águas salinas causa concentração dos sais dissolvidos. Quando é atingida a super saturação de um determinado sal ele se precipita, sendo aqueles menos solúveis os primeiros a se precipitarem. As jazidas formadas por estes processos são também chamadas de evaporitos podendo ter origem marinha ou continental. Os evaporitos marinhos contêm cerca de 35% em peso de sais dissolvidos. Para que sejam atingidas as concentrações adequadas desses sais, devem existir ambientes favoráveis para evaporação da água. É importante observar que a diferença entre jazidas de evaporação de jazidas de sedimentação é que evaporação é promovida a super saturação pela redução da água mais e mais partículas ou íons salinos na bacia de deposição.

Ex: Jazidas de são na região de Lagos, Rio de Janeiro e jazidas de Nitrato de Potássio, Taquari-Vassouras, Sergipe.


- Jazidas de concentração: Elas podem ser caracterizadas como sendo jazidas de concentração mecânica ou jazida de concentração residual. Ambas estão associadas a uma ação de intemperismo numa região do fornecimento de partículas interessantes denominada fonte supridora.

- Jazidas de concentração mecânica: São originadas do intemperismo sobre as rochas matrizes, liberando as substancias valiosas geralmente resistentes e pesadas, que serão transportadas por vento ou por águas, e concentrada em locais apropriados para a sua acumulação. Dependendo da distância de transportes elas pedem ser caracterizadas como coluvionares ou aluvionares. A sua distinção é feita pelo grau de arredondamento que terão sofrido as partículas transportadas. Naturalmente quanto mais longo este transporte maior o grau de arredondamento e da descaracterização das angulosidades, arestas e vértices dessas partículas.

Condições necessárias para formação de jazidas de concentração mecânica:

1. Que o mineral interessante tenha elevada dureza e pouca clivagem para resiste ao transporte.
2. Que seja estável na presença do intemperismo para que não se decomponha ou se transforme durante o transporte.
3. Que a matriz e o mineral interessante tenham densidades diferenciadas para que permita a concentração natural.
4. Que haja um relevo adequado ao transporte e deposição.
5. Que haja um continuo abastecimento de minerais interessantes através da ação do intemperismo para que permita grandes acumulações.

Ex: cassiterita (Rondônia), Diamante (Jequitinhonha).

3.2.c. Metamorfismo

Os processos metamórficos alteram profundamente os depósitos minerais preexistentes e formam outros novos. Os principais agentes que intervêem são: Calor, pressão e água. As substâncias atuam sobre minerais formados anteriormente, ou mesmo rochas. Podem se formar depósitos valiosos de minerais não metálicos, principalmente, por recristalização e recombinação dos minerais que integram as rochas.

O metamorfismo das rochas é o que origem aos jazimentos.

Os principais minerais que são formados por metamorfismo são: Asbesto, grafita, talco, esteatita, andalusita-silimanita-cianita, granada e outros.

Capítulo III

Métodos de Pesquisa Mineral


1. INTRODUÇÃO

Encontrando Jazidas Minerais

Para os geólogos, na economia mineral, lavrar uma jazida mineral é a parte fácil do trabalho. A pior parte é encontrá-lo e defini-lo. Mas como encontrar estas concentrações de minerais metálicos na crosta terrestre? A empresa tem de assegurar que a jazida é economicamente viável, e necessita de uma garantia que a produção seja por um longo período, antes de se engajar em um investimento requerido para iniciar as operações mineiras. Logo após o inicio das operações, é necessário definir a extensão da mineralização, e procurar por novos horizontes para repor a reserva lavrada. Investigação de novas extensões e procurar por novos corpos de minério são vitais para as atividades da empresa de mineração.

2. OBJETIVOS

A pesquisa mineral tem como objetivos, além de descobrir e desenvolver jazidas, indicar caminhos de como recuperar da melhor forma os recursos minerais, tendo em vista o benefício máximo para a economia, evitando gastos e perdas desnecessárias e protegendo o meio ambiente.
Apresentar métodos de prospecção mineral e avaliação de jazidas, através de sondagens, poços, trincheiras e planos inclinados.

3. CAMPOS DE ATIVIDADE

- Planejamento e execução dos trabalhos de procura, observação, definição e interpretação de jazidas de recursos minerais.
- Avaliação da eficiência de projetos de pesquisa e desenvolvimento de jazidas.
- Estudos de melhor explotação das jazidas.
- Participação nas discussões para a definição de alvos e perspectivas de uma política mineral.

4. TRABALHOS REALIZADOS NA PESQUISA MINERAL

- Trabalhos geológicos realizados em escritório e em campo.
- Pesquisa geoquímica e geofísica.
- Sondagens.
- Análises de laboratório.
- Apresentação de relatórios de pesquisa.

5. ÁREAS ALVO E ETAPAS DA PESQUISA MINERAL

5.1. Áreas alvo
Denominamos áreas alvo aquelas que serão objetos de uma campanha de pesquisa mineral. A escolha de uma determinada área para pesquisa inicia-se através de trabalhos geológicos pré-existentes juntamente com ocorrências que possibilitam um cenário base para se desenvolver trabalhos de prospecção mineral.

Para determinarmos áreas alvo para pesquisa de um determinado mineral, utilizamos os chamados elementos ou estruturas indicadoras.

Exemplo:
- Ouro no quadrilátero ferrífero: estrutura indicadora formação ferrífera Sulfetada;
- Minério de ferro no quadrilátero: rocha Itabirito da Formação Supergrupo Minas
- Diamante: estrutura indicada: Kimberlito

5.2. Etapas Envolvidas na Pesquisa Mineral

As etapas de uma campanha de pesquisa mineral, resumidamente, podem ser descritas conforme a tabela a seguir:

ETAPAS DA PESQUISA MINERAL
ETAPA OBJETIVOS MÉTODOS VANTAGENS LIMITAÇÕES
01 Levantamento de conhecimentos e trabalhos realizados. Identificação de alvos para estudos detalhados Estudos bibliográficos, publicações, relatórios, compilação de informações, estocagem de dados e informações. Avaliação importante sobre o potencial de alvos. Quadro geral da situação de uma área potencial. Levantamento super-ficial e incompleto; inadequado para ava-liação completa; infor-mações erradas; não existem informações sobre áreas não pes-quisadas.

02 Avaliação de reconhecimento para estabelecer base para determinação de reservas preliminares Mapeamento geo-lógico, geoquímico e geofísico de reco-nhecimento, amos-tragem regional, es-tocagem de dados e informações e interpretações. Avaliação suficiente para determinar a continuação dos trabalhos; novas áreas para pesquisas identificadas. Insuficente4 para definir reservas.
Insuficiente para descoberta de depósitos subterrâneos.
03 Recolher dados geocientíficos suficientes para determinar reservas e decidir sobres projetos de mineração. Mapeamento geo-lógico de detalhe, serviços geoquími-cos e geofísicos locais, escavações, sondagens, testes de tratamento, estoca-gem e tratamento de dados. Conhecimento suficiente de uma ocorrência mineral para determinar viabilidade econômica de lavra. Alto consumo de tempo e dinheiro.
04 Desenvolver estudos de projetos de lavra e beneficiamento, definição de método de lavra, equipamento Ensaios de detalhes, sondagem de desenvolvimento de lavra, testes semi-indurltriais, análise e tratamento de todos os dados. Definição do projeto de lavra e beneficiamento; exeqüibilidade econômica de lavra. Alto consumo de tempo e dinheiro.



5.3. Pesquisa Regional

É a etapa inicial da pesquisa mineral que é realizada por meio de mapeamento geológico regional, levantamentos geofísicos e geoquímicos, sempre em grandes áreas.
Cada vez mais desenvolvem-se métodos mais produtivos e de maior precisão nos resultados.

Técnicas aplicadas nesta etapa:

- Geocronologia de isótopos.
- Distribuição geoquímica regional.
- Aeromagnetometria ou magnetometria terrestre.
- Gravimetria e etc.

Alguns destes métodos podem ser usados de forma combinada para que sejam obtidos resultados mais detalhados e precisos.

Exemplo: Aeromagnetometria e gravimetria.

5.4. Pesquisa Detalhada

É a etapa posterior a pesquisa regional e tem como objetivo detalhar uma área alvo com resultados positivos durante a pesquisa realizada.
Estes estudos se preocupam com a distribuição espacial das mineralizações, e informações mais precisas da ocorrência mineral, utilizando-se sondagens em malhas fechadas, sendo muitas vezes necessárias técnicas de escavações tais como trincheiras, poços, galerias e planos inclinados.

6. PROSPECÇÃO MINERAL

Os problemas básicos da prospecção mineral pedem ser definidos da seguinte maneira:

- Onde conseguimos achar uma determina substância.
- Como conseguimos achar uma determina substância.
- Qual é o valor econômico desta substância.

No início o geólogo tenta definir rochas ou formações geológicas com melhores chances de concentração minerais. Depois define os métodos de prospecção a ser utilizados.

Conforme experiências nos últimos anos podemos destacar dois métodos clássicos que são eficientes e baratos:

- Exames de concentrados de minerais pesados encontrados no campo.
- Exame de fluorescência na luz ultravioleta.

Estes métodos em combinação são usados para verificar alguns tipos de jazimentos.

Os trabalhos preparatórios para a pesquisa mineral começam com estudos de mapas geológicos e geofísicos e com pesquisa bibliográfica, aproveitando relatórios disponíveis.

Contatos com habitantes da região são muito recomendáveis.

Os trabalhos de campo começam com visitas iniciais, seja a pé ou de veículo para se familiarizar com o terreno. Nesta ocasião deverão ser examinados afloramentos ocorrências conhecidas e corte de estradas ou taludes.

Geralmente existem na pesquisa três formos de iniciar os trabalhos:

- Perto de ocorrência ou minas.
- Prospecção em trechos paralelos a áreas conhecidas.
- Prospecção através de sistemas de drenagem, estradas ou pistas, etc.

Em diversos casos devem ser usados helicópteros na etapa inicial, em regiões remotas e de vegetação densa.

Condição básica para o sucesso de uma campanha de pesquisa é o conhecimento profundo da geologia regional e local, condições estruturais e a estratigrafia e petrografia da região.

Outro aspecto inicial relevante a saber é se existem bases cartográficas, geológicas e topográficas e se existem, ainda deve estar disponíveis em escala adequada ou estudo a ser desenvolvido, caso contrário o geólogo deverá efetuar os mapeamentos necessários.

Quando desejamos pesquisar um minério específico e quando não existem ocorrèncias semelhantes, deve ser analisar primeiramente qual tipo de rocha poderá ser fonte do mineral.

Quando já existem ocorrências ou minas do tipo procurado, elas pedem dar indicações substanciais sobre o possível posicionamento de jazidas, por exemplo direções de veios que podem ser paralelos, radiais ou controlados por sistemas de falhamentos ou outras estruturas.

Quando os alvos da pesquisa estão bem definidos, deve-se então partir para a escolha dos métodos de prospecção mais específicos e adequados.

7. MÉTODOS DE PROSPECÇÃO MINERAL

7.1. Prospecção de Minerais Pesados

O método é aplicado para pesquisa de jazidas de minerais de peso específico elevado normalmente acima de 4.

Exemplo: Ouro - 15,6 a 19,3
Platina - 14 a 19
Prata - 10 a 12
Galena - 7,3 a 7,6
Scheelita - 5,9 a 6,2
Monazita - 4,9 a 5,3
Hematita - 4,9 a 5,2
Magnetita - 4,9 a 5,2
Petlandita - 4,6 a 5,1
Granada - 3,8 a 4,2


Os sedimentos com minerais pesados são o resultado da alteração de rochas e geralmente não permanecem “in situ”, podendo ser transportados pelo vento, marés e correntes de água.

Somente o meio de transporte de correntes de água interessam para a prospecção mineral.

Veja a tabela abaixo, mostrando distâncias em que os minerais foram encontrados das suas fontes:

MINERAL DISTÂNCIA (KM) RIO PAÍS
Scheelita 1750 Indus Paquistão
Ouro 510 Indus Paquistão
Monazita 195 Indus Paquistão
Hidrozincita 130 Teh Espanha
Hidrozincita 15 Irmak Turquia
Antimonita 130 Kabul paquistão


O método mais utilizado para determinar a distância percorrida por uma partícula minerais é através do grau de arredondamento das arestas do mineral.

Equipamentos utilizados para prospecção de minerais pesados: bateia, jigues manuais, jogo de peneiras, contador Geiger e magnetos de mão.

Locais de amostragem: é recomendável iniciar por um sistema de drenagem de maior porte, cortando rochas ígneas e metamórficas, geralmente amostragens em rochas sedimentares não dão bons resultados.

Os lugares de amostragens mais favoráveis são locais onde o leito do rio perde velocidade, tais como curvas e meandros.

Características gerais: Método rápido, barato e de bons resultados para campanhas iniciais de pesquisa quando podem ser aplicados. Necessita poucos equipamentos mas é recomendável um prospector experiente para obtenção de concentrados puros.


7.2. Prospecção por luminescência

Nos últimos anos foram desenvolvidas lâmpadas leves e portáteis gerando luz ultravioleta, desta forma este instrumento pode ser aplicado na pesquisa de campo.

A luminescência abrange métodos como fluorescências, fosforescência e termoluminescência entre outros.

Em linhas gerais podemos dizer:

- Fluorescência: é a reflexão dos minerais em várias cores durante a iluminação direta com luz ultravioleta.
- Fosforescência: é a reflexão contínua após o término da iluminação.
- Termoluminescência: é causada quando ocorre o aquecimento de determinados minerais.

Além de lâmpadas de luz ultravioletas, podem ser usadas lâmpadas de arco voltaico, raios-X e lâmpadas catódicas.

São conhecidos atualmente cerca de 300 minerais diferentes com propriedades luminescentes.

Composição Cor de fluorescência
Molibdênio puro Azul
0,05% Mo Branco azulado
0,48% Mo Branco
0,96% Mo Branco amarelado
4,8% Mo Amarelo


7.3. Prospecção geofísica

7.3.a. Prospecção magnética

É o método mais antigo de prospecção geofísica.

Atualmente empregando instrumentos sofisticados a magnetometria é um dos métodos geofísicos mais utilizados no mapeamento geológico, prospecção mineral e petroleira.

Devido ao conteúdo de minerais magnéticos – magnetita, ilmenita, pirrotita etc, as rochas da crosta terrestre se magnetizam como um todo, ou seja quanto maior teor destes minerais, mais intensa será a magnetização da rocha. Quando estamos a procura destes minerais magnéticos ou minerais que ocorrem associados aos mesmos este é um dos métodos mais eficientes. Mas também podem ser utilizados para determinação da espessura de sedimentos acima de um embasamento cristalino e de estruturas de falhamentos, e grandes dobras anticlinais e sinclinais.

Uma outra utilização é no mapeamento de subsolo, independente da cobertura de florestas intemperismo.

A magnetometria pode ser de caráter terrestre ou aéreo, dependendo dos objetivos.

Equipamentos usados na magnetometria:

- Magnetômetro de torção.
- Magnetômetro discriminador de fluxo.
- Magnetômetro nucleal.

Obs: Todos estes aparelhos medem intensidade do fluxo magnético, variando apenas os princípios de funcionamento.

7.3.b. Método da polarização induzida (IP)

Princípio de funcionamento do método: baseia-se na capacidade que tem as rochas de armazenar energia, desta forma ao se desligar uma corrente elétrica que tenha sido induzida no terreno, a voltagem não se torna imediatamente nula, mas sim decresce gradativamente durante vários minutos, sendo que velocidade da queda varia de rocha para rocha.

Os minérios susceptíveis de apresentar o fenômeno IP são:

- Sulfetos em geral exceto blenda e cinábrio.
- Grafita e alguns carvões.
- Óxidos metálicos, como magnetita, pirolusita e hematita.
- Metais nativos, alguns arsenietos e outros metais.

Como o efeito IP é um fenômeno ligado a superfície do condutor, ele se manifesta melhor quanto menor a granulação. Isto constitui uma vantagem do método pois permite detectar minerais disseminados, em teores tão baixos como na faixa de 1% em volume.

É um método terrestre de prospecção.

7.3.c. Método da resistividade

Princípio de funcionamento do método: é baseado na aplicação de uma corrente elétrica e medição da respectiva resistência elétrica nos diversos meios atravessados pela corrente.

Os minerais de interesse econômico na maioria das vezes são altamente condutivos, ou seja, de baixa resistividade.

A principal função deste método é a detecção de corpos maciços cuja resistividade elétrica seja excepcionalmente baixa em relação às encaixantes.

Os minerais mais altamente condutivos, ou seja, de menor resistividade são os sulfetos em geral (exceto blenda e cinábrio), alguns óxidos, arsenietos e grafita.


7.4. Prospecção geoquímica

7.4.a. Introdução

Os elevados investimentos exigidos nos trabalhos de prospecção mineral, obrigaram à busca de técnicas que compatibilizem baixos, operacionalidade e eficácia. Dentro deste contexto desenvolveu-se a geoquímica como um dos recursos para solucionar o problema.

As principais etapas de uma campanha geoquímica são: amostragem, análises interpretação e arquivamento dos dados. Nos tópicos a seguir discutiremos cada uma separadamente.

Algumas regras básicas devem ser seguidas para o sucesso de uma campanha bem sucedida, tais como:

- Evitar excesso de amostras, que decerto aumenta o tempo de campo e o prazo das análises das amostras.
- Variedades muito amplas de elementos a analisar, sem necessidade aparente porque aumenta os custos e os prazos de analises além de promover um excesso de dados analíticos.

7.4.b. Amostragem geoquímica

A amostragem é a mais importante ferramenta da prospecção geoquímica.

Consiste na coleta de qualquer material de ocorrência natural, deste que se permita verificar as variações características entre diversos pontos ou segmentos de uma região.

O processo é feito inicialmente dividindo-se a área em uma malha de amostragem previamente definida de acordo com os objetivos da campanha. A coleta do material se faz com uma ferramenta inerte e acondicionando-se as amostras em sacos plásticos identificados.

7.4.c. Análises químicas

Os principais focos de análises químicas devem ser: sedimentos de corrente, concentrados de bateia, solos, rochas, águas (nascentes), vegetação entre outros.

7.4.d. Preparação das amostras

Após a coleta, a etapa seguinte é a análise do material por um método a ser selecionados pelo laboratório. As etapas que constituem a preparação das amostras são: Secagem, desagregação, peneiramento, homogeneização e quarteamento.

Obs: Como geralmente as quantidades de material são elevados, efetua-se o processo de quarteamento das amostras a fim de se obter uma amostra representativa com uma quantidade inferior de material a ser analisado.

7.4.e. Interpretação dos dados

O geoquímico n~´ao procura mineralização diretamente, e sim anomalias que indicam a presença de minério.

Devido à variedade de objetivos de escala dos levantamentos geoquímicos é impossível fornecer uma receita para interpretação de dados.

O primeiro passo deve ser ilustrar graficamente com mapas as informações de estações de amostragens e seus resultados analíticos, de forma clara e precisa.

O passo seguinte é definir valores anômalos por alguma técnica que mostre o comportamento e distribuição dos valores que fogem do normal.

A etapa seguinte é tentar relacionar as anomalias aos fatores geológicos presentes na região alvo, mas é preciso esclarecer que se as anomalias não aparecem, não quer dizer que as mineralizações não existam. É preciso atinar para alguns fatores que podem estar promovendo esta supressão ou ausência de valores anômalos tais como:

- depósitos abaixo de camada impermeável, que impossibilitam a migração dos elementos pela água subterrânea para zonas superficiais.
- Depósitos que ocorrem em grandes profundidades em áreas de intemperismo fraco.

Por fim os resultados são apresentados em mapas de áreas anômalas cujo propósito é assinalar áreas promissoras para realizar trabalhos subseqüentes través do estabelecimento de prioridades, destas áreas selecionadas decide-se sobre onde, quanto e como investir na área.

7.4.f. Arquivamento dos dados

Todos os resultados e registros gerados devem ser arquivados; mesmo que a área não tenha sido promissora, pois de acordo com o conceito de minério e jazidas o tempo pode alterar o cenário atual da pesquisa.



Capítulo IV

Sondagem


1. INTRODUÇÃO

A sondagem consiste na execução de furos que podem partir da superfície ou do subsolo, com localização pré-determinada, destinados a obtenção de amostras dos terrenos subsuperficiais.

“Sonda” é o nome genérico dos equipamentos que executam tais furos. Podemos considerá-las como sendo de pequenos e grandes diâmetros.

As sondas de pequeno diâmetro, em geral, fornecem dados satisfatórios porém apresentam maiores desvios de perfuração, restrições quanto a granulometria do material e pequenas quantidades de amostras.

As sondas de maiores diâmetros são máquinas de alto investimento, podendo ser montadas em chassis ou sobre caminhões.

A principal vantagem é o fornecimento de amostras em grande volume para estimativas mais precisas de teores.

2. FATORES QUE INFLUENCIAM NA VELOCIDADE DE PERFURAÇÃO

Um dos principais aspectos que influenciam no método e resultados da sondagem é a velocidade de penetração da área a ser pesquisada.

Fatores a ser considerados:

Rochas: é um agregado natural formado por um ou mais minerais.

- ígneas ou magmáticas: São aquelas provenientes da solidificação do magma. Se um magma consolida no interior da crosta terrestre esta rocha chamas-se intrusiva e seus cristais são maiores, fornecendo textura equigranular em virtude da baixa velocidade resfriamento.
- Sedimentares: São aquelas formadas a partir do material originado da decomposição de outras rochas. Este material deve ser transportado e depositado num ambiente propício à sedimentação.
- Metamórficas: São rochas ígneas ou sedimentares qaue sob a influência de temperatura, pressão e trocas químicas, transformam sua estrutura e composição química, originando assim um tipo novo de rocha.

Mineral: É um elemento ou composto químico, resultante de processos inorgânicos, de composição química geralmente definida e encontrado naturalmente na crosta terrestre. Uma das principais características dos minerais é a sua dureza, ou seja, a resistência que um mineral oferece ao risco.

Escala de Mohs: É uma escala utilizada para comparar as diferentes durezas entre os minerais. Foram escolhidos dez minerais abundantes na natureza. A exceção é o Diamante que foi considerado na lista por ser o mineral mais duro.

1. Talco
2. Gipsita
3. calcita
4. Fluorita
5. Apatita
6. Feldspato
7. Quartzo
8. Topázio
9. Córindon
10. Diamante

Conclusão: Como as rochas são formadas por minerais, estes são os responsáveis pela dureza, abrasividade e textura das mesmas, ou seja, as rochas mais duras são aquelas que possuem minerais de dureza mais elevada.

Características estruturais das rochas: Fendas, fraturas, juntas, dobramentos, dissoluções, etc.

Diâmetro do furo: quanto maior, menor a velocidade de avanço.

Profundidade do furo: quanto maior, menor a velocidade de avanço.

Mecanismos de avanço: Percursivo, rotativo eu roto-percursivo.


3. TIPOS DE SONDAGEM

3.1. Percursiva: Utilizada em sondagens de aluvião ou em rochas intemperizadas, devido a sua baixa velocidade de penetração. Geralmente utilizam mecanismos de rotação associados. Podem ser ou não motorizadas. Entre as principais citamos a do tipo Empire ou Banka, Ward e os Trados.
3.2. Rotativa: Utiliza o mecanismo de rotação e limpeza para o avanço do furo. É indicada para furos de pequeno a médio diâmetro e profundidades médias e elevadas em qualquer tipo de rocha. A maior vantagem deste tipo de sondagem é fornecer testemunhos intactos para avaliações geomecânicas de subsuperfície.
3.3. Roto-percursiva: Atualmente o mecanismo mais eficiente de perfuração, pois combina rotação e percussão. Alcança as maiores velocidades de penetração em geral e possibilita furos de maior diâmetro e maior profundidade. Porém apresentam a desvantagem de destruir os testemunhos, devido a percussão associada da rotação. Podem ser utilizadas com o mecanismo de circulação reversa que coleta o pó da perfuração diretamente após a limpeza do furo.

Quando se trabalha com roto-percussão, geralmente são envolvidos quatro mecanismos, cuja dinâmica de perfuração é descrita abaixo:

3.3.a. Percussão: Mecanismo responsável pelo fornecimento da energia (onda de choque) que se transmite às ferramentas de perfuração.
3.3.b. Avanço: Mecanismo responsável pelo esforço sobres a coluna de ferramenta, mantendo a coroa sempre em contato com a rocha de modo a se aproveitar ao máximo a energia percursiva.
3.3.c. Rotação: Mecanismo que faz a coroa girar entre impactos sucessivos, colocando-a numa nova posição de rocha ainda não fragmentada.
3.3.d. Limpeza: Sistema que tem por finalidade apresentar à coroa uma nova superfície de rocha, limpa através da remoção contínua do interior do furo da rocha fragmentada.

Normalmente os tipos de limpeza mais comuns são:

3.3.d.1. Ar: Empregado a céu aberto, geralmente a velocidade de perfuração é de 10% a 30% superior a limpeza com água.

3.3.d.2. Água: Normalmente empregado em minas subterrâneas ou em locais com restrições técnicas ou ambientais (mina de sal). A velocidade da água deve se situar na faixa de 0,5 a 1 m/s para se obter uma limpeza eficiente.


3.3.d.3. Espuma: Normalmente empregada em rochas muito fraturadas / decompostas, facilitando a limpeza e remoção dos fragmentos, além de em alguns casos estabilizar as paredes do furo.

4. EQUIPAMENTOS DE SONDAGEM

Serão estudados na disciplina “equipamentos de mineração”

Abaixo foto da sonda rotativa wire line Boart Longyear LM 75 utilizada para exploração subterrânea.




Equipamento para mina Subterrânea Equipamento para mina Céu Aberto



5. CAMPANHA DE SONDAGEM

Uma campanha de sondagem deve ser planejada antecipadamente de acordo com os objetivos a ser alcançados.
Num mapa, denominada folha de sondagem, deve constar o número do furo a ser realizado, número da linha, cota do local, coordenadas topográficas, nível de lençol freático, sonda utilizada, data, hora entre outras informações que se fizerem necessárias., ou seja, toda área ser sondada deverá estar levantada topograficamente e se necessário com mapeamento geológico dos afloramentos e resultados de análises de laboratório.
No início da campanha deve ser definida a malha de sondagem e tipo de malha: retangular, quadrada, estagiada, etc...
Para estágios exploratórios iniciais um afastamento x espaçamento de 1000 m x 100 m ou aproximadamente, poderá ser adequada. Os resultados desta campanha preliminar darão suporte para continuidade ou não da campanha em caráter de maior detalhe, ou seja, com estreitamento da malha para dimensões métricas de 30 a 20 m ou ate menores.



Capítulo V

Avaliação de Recursos Minerais


1. INTRODUÇÃO

A base para exploração econômica de uma jazida mineral, são as investigações da pesquisa mineral com todas as opções e métodos disponíveis, aliadas a um mapeamento geológico estrutural e petrográfico e ainda teste de beneficiamento da jazida mineral. Fatores como infra-estrutura, energia, escoamento do produto, condições climáticas e de mão de obra disponível também são relevantes.

Porém a definição precisa dos recursos minerais tem peso fundamental, pois de acordo com as tonelagens, teores e bens minerais que compõem a reserva, os demais investimentos nos itens citados acima são amortizados ou não.

Exemplo:

- Reservas com baixas tonelagens e teores, de minérios de baixo valor agregados, devem requerer investimentos de menores monta para serem viáveis.
- Reserva de grandes tonelagens e teores elevados pedem absorver ou não, maiores necessidades de investimento tais como: estradas de acesso, vilas residenciais, hidrelétricas, portos, etc.

Levando-se em conta estes fatores, podemos concluir que uma estimativa errada dos recursos minerais, pode acarretar na execução de projetos de minas sem viabilidade econômica e conseqüentemente a não amortização do capital investido.

Neste capítulo estudaremos alguns métodos de avaliação de um recurso mineral e como descrito acima, o quanto é importante um trabalho confiável nesta etapa de um possível empreendimento mineiro.

2. AMOSTRAGENS, SONDAGENS E MODELAMENTO GEOLÓGICO

Após a localização de um recurso mineral por meio de métodos de prospecção, podemos visualizar o mesmo no espaço ou seja, conhecer sua posição geológica, a forma da mineralização, sua forma e teores.

Após o conhecimento espacial da mineralização, inicia-se a fase de detalhamento do mesmo através de trabalhos direcionados em regiões pré-definidas do recurso mineral.

Um trabalho de detalhamento de um recurso mineral, consiste basicamente em amostragem dos trabalhos de sondagem de malha adensada, abertura de poços, trincheiras, planos inclinados e numa etapa seguinte, é feito um modelo geológico onde é dado um tratamento estatístico nos dados obtidos através de softwares específicos.

2.1. Sondagem de detalhe

Como o próprio nome indica, tem a função de informar características do corpo mineral que não foram obtidas na fase de pesquisa tais como: Geologia estrutural local (dobras, falhas, famílias de fraturas e ou juntas, etc...), continuidade do corpo lateral em profundidade ou extensão (hiatos da mineralização) e ainda detalhamento da distribuição de teores ao longo da mineralização.

2.2. Trincheiras

São aberturas em forma de canal, localizadas geralmente perpendiculares ao corpo mineralizado e com pouca profundidade (em situações especiais podem ser paralelas ou diagonais ao corpo mineralizado). São escavadas com espaçamento pré-definido e comportamento dependendo da espessura do corpo.

São utilizadas em rochas friáveis, podendo necessitar de explosivos em alguns trechos. São muito utilizadas em coros subaflorantes (baixa profundidade) e de capeamento pouco espesso, fornecendo volumes representativos das mineralizações para estimativas precisas de teores.
Os equipamentos mais utilizados para a escavação das trincheiras são: Pás e picaretas (manuais) e retro-escavadeiras (mecanizados).

2.3. Poços

São aberturas verticais, circulares ou quadradas com a finalidade de acessara corpos mineralizados em profundidade medianas (aprox. 30 m a 50 m). Os poços são utilizados onde as trincheiras não são mais viáveis e necessitamos de amostras representativas para estimar teores e verificar o comportamento da mineralização em profundidade. Podem ser escavadas as mãos ou com uso de detonações. Apresentam limitações técnicas devido à falta de ventilação em seu interior e custos elevados de escavação a medida de seu aprofundamento.

Os equipamentos mais utilizados para a escavação são: Pás, picaretas perfuratrizes (martelos) manuais, quando escavados por meio de explosivos. É comum a utilização de guinchos na superfície para içamento do material desmontado.

2.4. Planos inclinados

Com relação aos equipamentos utilizados na sua execução podemos citar: Pás, picaretas e perfuratrizes (martelos) manuais, podem ser mecanizados através dos jumbos de perfuração. Martelos e jumbos são utilizados quando os planos são escavados por meio de detonações.

Os planos inclinados, possibilitam também a mecanização na limpeza do material desmontado através de carregadeiras rebaixadas e de pequeno porte.

2.5. Modelamento geológico

Durante e após a campanha de prospecção mineral, os dados obtidos devem ser lançados em seções, mapas geológicos ou softwares de modelamento geológico para análises gráficas, tridimensionais ou não.

A vantagem na utilização de softwares é a possibilidade de obter cortes em diversas vistas da mineralização e módulos geoestatísticos inseridos que extrapolam teores se volumes com precisão dependendo da quantidade dos dados inseridos.

Modelagem geológica feita através do software especialista.



Interpretação geológica da sondagem




Modelamento geológico da ocorrência mineral (ou jazida)


3. DEFINIÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DAS RESERVAS MINERAIS

3.1. Recursos Minerais x Reservas Minerais

3.1.1. Recursos Minerais: Uma concentração de material sólido, líquido ou gasoso que ocorre naturalmente dentro ou acima da crosta terrestre em forma e quantidade que pode tornar-se viável a extração econômica de uma parte ou de sua totalidade.

3.1.2. Reservas Minerais: Ou jazidas minerais, são partes do recurso mineral que podem ser extraídas economicamente num tempo determinado. Reservas incluem material recuperável.


3.2. Classificação das Reservas Minerais

Todas as ocorrências naturais de substâncias metálicas, não metálicas ou combustíveis fósseis em concentrações suficientes podem ser classificadas em uma ou várias das categorias definidas abaixo.

3.2.1. Reservas Inferidas: São aquelas identificadas e quantificadas com um índice relativamente baixo de certeza. Existem poucos furos de sonda e nenhum ou quase nenhum trabalho de amostragem, sendo que sua estimativa é feita através de interpretações geológicas e suposições de continuidade do corpo geológico.

3.2.2. Reservas Indicadas: As estimativas de extensão e teores são feitas através de amostras colhidas com trabalhos de sondagem trincheiras, poços, planos inclinados com malha não adensada, porém com dimensões inferiores aos das reservas inferidas. O grau de certeza é mediano, necessitando de maior detalhamento para lavra.

3.2.3. Reservas Medidas: As estimativas de extensão e teores são feitas através de amostras colhidas em trabalhos de sondagem, trincheiras, poços, planos inclinados em nível de detalhe com malha adensada. Em outras palavras, o volume, teor e morfologia do corpo são bem detalhados. O grau de informação é o mais elevado.

4. MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DAS RESERVAS MINERAIS

Quando falamos em métodos de cálculos, para avaliações de reservas minerais, estamos nos referindo a uma forma matemática para estimar, através de um tratamento estatístico de amostras de campo tomadas de uma ocorrência mineral, o volume e o teor de um determinado bem mineral numa reserva mineral.

Em suma, existem os métodos chamados de convencionais, os métodos estatísticos e os métodos mais modernos conhecidos como geoestatísticos.

4.1. Organização dos dados

Qualquer que seja o método de cálculo de reserva adotado para avaliar um depósito mineral, devemos cuidar da organização dos dados com uma atenção especial. Eles devem ser obtidos, conferidos e apresentados de uma forma sistemática, todos os serviços locados e com amostras plotadas em mapas e seções produzindo uma síntese que permita uma visão de conjunto de trabalhos realizados.

Todos os dados devem ser arquivados em planilhas na formas de um banco de dados.

4.2. Métodos convencionais

Nos métodos convencionais são considerados os fatores que levam em conta critérios que variam de acordo com a experiência profissional do geólogo ou engenheiro de minas.

Os métodos convencionais não fazem nenhuma consideração sobre o erro associado e nível de confiança dos valores obtidos sendo sua fundamentação geométrica ou ligada à geometria. O depósito mineral é convertido em um corpo geométrico ou vários pequenos corpos geométricos (blocos), procurando expressar a geometria da reserva como um todo, ou seja, sua forma, distribuição de teores e parâmetros associados à pesquisa.

Os principais métodos convencionais utilizados para cálculos de reserva são:

1 – Método da seção padrão (vertical ou horizontal)

2 – Método dos polígonos (ou poligonais)

3 – Método do inverso do quadrado da distância

4.2.1. Método da seção padrão (horizontal ou vertical)

Normalmente assim denominando por padronizar seções verticais ou horizontais.

Cada bloco homogêneo maior será dividido em blocos menores por meio de seções paralelas. Os atributos da pesquisa são paresent6ados nas seções e para o cálculo de reservas considere-se como bloco o limite entre duas seções no caso do método de seção padrão e para o método de seção linear o a seção é centro do bloco.

Normalmente utiliza-se um planímetro de precisão para determinação de área mineralizada com precisão.

Com relação à determinação de teores, utiliza-se a média aritmética ou ponderada em relação às tonelagens.

Exemplos de seções lineares típicas, utilizadas para cálculo de reservas através dos métodos de seção linear.





Resumo do método:

Tonelagem do bloco: Volume do sólido gerado entre seções ou perfis x densidade da rocha mineralizada;

Teor do bloco: Média ponderada dos teores dos furos de sonda com as espessuras mineralizadas;

Tonelagem da reserva: Somatório das tonelagens dos blocos;

Teor da reserva: Média ponderada dos teores dos blocos com as tonelagens;

4.2.2. Método dos polígonos (ou das poligonais)

É um método convencional que consiste em dividir o corpo mineral em uma série de figuras geométricas.

O princípio básico consiste em medir a área dos polígonos e multiplicar pela espessura naquele ponto, novamente multiplica-se pela densidade do minério ou rocha e temos assim a tonelagem de cada bloco. Exige furo em cada bloco para estimar com precisão os teores. Para estimarmos o teor final, fazemos uma média ponderada dos teores de casa bloco com sua tonelagem. Desta forma, temos a tonelagem final da jazida e seu respectivo teor médio.

Exemplo de uma área dividida em quadrados, para cálculo de reserva pelo métodos das poligonais. Cada x no centro do bloco representa um furo de sondagem.






Malha quadrada de sondagem com furos centrais

Resumo do método:

Tonelagem do bloco: Área do polígono x espessura do corpo x densidade da rocha mineralizada;

Teor do bloco: Teor do furo de sonda;

Tonelagem da reserva: Somatório das tonelagens dos blocos;

Teor da reserva: Média ponderada dos teores com a tonelagem do bloco;

4.2.3. Método do inverso do quadrado da distância (IQD)

Este método utiliza o processo da seção padrão, linear ou poligonais para cálculo da tonelagem entre blocos e da reserva final.

Para o cálculo de teores considera-se que os mesmos seguem uma distribuição que inversamente proporcional ao quadrado da distância da sua origem (centro do bloco onde desejamos efetuar as estimativas). O teor de um bloco é dado pela fórmula seguinte:

Xb = X1. 1/ d12 + X2. 1/ d22 + X3. 1 / d32 + ... + Xn. 1 / dn2
1/ d12 + 1/ d22 + 1 / d32 + ... + 1 / dn2

Cálculo de reserva pelo Método do Inverso do Quadrado da Distância





Obs: Dados das amostras: 20 m – teor 1%; 30 m – 2%; 80 m – 3%; 120 m – 4%


Resumo do método:

Tonelagem da reserva: Área mineralizada x espessura média do corpo x densidade da rocha mineralizada.
Teor da reserva: calculado através da fórmula do método IQD a partir de um ponto pré-definido da área mineralizada.

4.3. Métodos Estatísticos / Geoestatísticos

Estes métodos utilizam uma combinação de técnicas convencionais com técnicas estatísticas, envolvendo também variáveis geológicas intrínsecas da área da jazida.

Para uma estimativa precisa, utiliza-se dos variogramas em todas as direções da jazida, sendo possível de ser executado apenas pra softwares específicos de planejamento de lavra e geoestatísticos.

Devido a grande quantidade cálculos envolvidos, dificulta a excussão manual.

Nestes métodos, existe a possibilidade se avaliar o erro ou a incerteza nos cálculos estimados ao contrário dos métodos convencionais visto anteriormente.

O método mais conhecido atualmente é chamado de Krigagem (em homenagem a Daniel G. Krige).



A figurara mostra uma campanha de sondagem. À esquerda os elipsóides de alcance para determinação do valor do teor de cada bloco. À direita modelo de blocos com o teor ao centro (marcados com “x”). Podem ser analisados vários teores, tanto do bem mineral de interesse quanto de impurezas.


Elipsóides de alcance: (elipses em três dimensões) É uma figura geométrica que determina quais são as amostras que farão parte do cálculo do bloco. É uma das ferramentas mais importantes da geoestatística. Os três eixos são perpendiculares entre si e podem ter quaisquer direções, dependendo apenas de estudos preliminares para se saber qual é a melhor opção de tamanho dos eixos e direções.

Modelo de blocos: São os blocos que definem a unidade de estimativa de teores e tonelagem. Suas dimensões são independentes podendo ser iguais ou diferentes. O que define estes valores são formas e variação, ou tendências de variação dos teores.

Informações dos blocos: Os blocos podem conter, basicamente, três informações: Minério, estéril, ar e teor(es).

O modelo de blocos é o objetivo final da geoestatística. A partir deste modelo que serão simuladas as cavas (céu aberto), os estopes (subterrânea) e sequenciamento de lavra para ambos os casos.


APÊNDICE



Resolva os problemas a seguir

Geometria

1. Calcule o perímetro e a área de um círculo de diâmetro 5 m.
2. Calcule o perímetro e a área de um quadrado de lado 5 m
3. Calcule o volume de um cubo de lado 5 m
4. Calcule o perímetro e a área de um retângulo de lados 5 m x 8 m
5. Calcule o volume de um paralelepípedo de lados 5 m, 8m e 4 m
6. Calcule o perímetro e a área de um triângulo retângulo de base 5 m e altura 8 m
7. Calcule o perímetro e a área de um trapézio de bases menor 5 m, maior 8 m e altura 4 m







8. Calcule o volume do sólido acima considerando 10 m entre os dois trapézios







9. Calcule as áreas acima considerando a base de 5 m e altura 8 m









10. Calcule o volume acima considerando a base de 5 m , altura 8 m distancia de 10 entre os losangos

Trigonometria










11. Calcule a altura de um triangulo de base 10 m e inclinação 60º







12. Calcule a distância entre as duas paralelas sendo que a base tem 10 m e inclinação 60º





13. Calcule a base do triangulo para uma altura de 20 m e 10% de inclinação
14. Calcule o angulo (em graus e porcentagem) de inclinação de um triângulo retângulo de 10 m de base e 20 m de altura


Transformação de unidades

15. Transforme 10 km em m
16. Transforme 10.000 W em kW
17. Transforme 10.000 W em HP
18. Transforme 1 m3 em litros

Cálculo de porcentagem

19. 1 m3 de rocha aumenta se volume em 60%. Qual é o volume final?
20. 1 m3 de rocha desmontada diminue seu volume em 30%. Qual é o volume final?
21. 2 m3 “in situ” se transforma em 2,4 m3. Qual é a porcentagem que aumentou?