Espectrorradiometria de reflectância aplicada à análise quantitativa da mineralogia do depósito N4WS, província mineral de Carajás, Pará, Brasil

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação, 2015. A quantificação da abundância e da físico-química mineral utilizando a espectrorradiometria de reflectância no visível, infravermelho próximo e infravermelho de ondas curtas (região entre 400-2.500nm) é um ferramenta importante na exploração mineral. Neste trabalho foram obtidos espectros de reflectância de testemunhos de sondagem do depósito de ferro de classe mundial N4WS, localizado na Província Mineral de Carajás. Estes espectros foram validados utilizando analises geoquímicas de fluorescência de raio-x (XRF) e lâminas delgadas. Os espectros de reflectância foram coletados utilizando o espectrorradiômetro ASD FielsSpec em 9 testemunhos de sondagem. A mineralogia do depósito é predominantemente hematita, com quantidades menores de magnetita, goetita, quartzo, caulinita, gibbsita, esmectita, talco, carbonato e clorita. A mineralogia do depósito de ferro foi extraída dos dados espectrais utilizando a geometria (profundidade e comprimento de onda) do espectro de reflectância removido do contínuo. A profundidade das feições de absorção é proporcional à abundância mineral e o comprimento de onda proporcional à composição química. As feições de absorção diagnósticas de cada mineral foram utilizadas para determinar a abundância e a composição mineral. Os produtos finais incluem: abundância de (hidrox-)óxido de ferro (RMSE 15,8 %Fe2O3); Abundância de argilas aluminosas (RMSE 6 %Al2O3); abundância de talco (RMSE 8 %MgO); identificação do tipo de argila (caulinita, montmorilonita, gibbsita); composição do carbonato (dolomita vs. calcita); e composição da clorita (Mg vs. Fe). Os resultados de abundância e composição mineral obtidos permitem uma caracterização efetiva do minério, protominério e encaixantes, e mostram variações dentro do corpo de minério. Quantifying the abundance and physicochemical properties of minerals using reflectance spectroradiometry in the visible, near infrared and shortwave infrared (400-2,500 nm) regions is an important tool in mineral exploration. In this study, the reflectance spectra of drill cores from the world-class N4WS iron deposit located in the Carajás Mineral Province, Brazil, were obtained. These spectra were validated using a geochemical analysis of X-ray fluorescence (XRF) and thin sections. The reflectance spectra were collected using an FieldSpec 3 spectroradiometer (ASD, Boulder, Colorado, USA) in 9 drill cores. The mineralogy of the deposit is mainly hematite, with lesser amounts of magnetite, goethite, quartz, kaolinite, gibbsite, smectite, talc, carbonate and chlorite. The mineralogy of the iron deposit was extracted from the spectral data using the geometry (depth and wavelength) of the reflectance spectrum removed from the continuum. The depth of the absorption features is proportional to the mineral abundance, and the wavelength is proportional to the mineral chemical composition. The diagnostic absorption features of each mineral were used to determine the mineral abundance and composition. The final products include the abundance of iron (hydro) oxide (15.8% root-mean-square error [RMSE] Fe2O3); abundance of aluminous clays (RMSE 6% Al2O3); abundance of talc (8% RMSE MgO); identification of clay type (kaolinite, montmorillonite or gibbsite); composition of carbonate (dolomite vs. calcite); and composition of chlorite (Mg vs. Fe). The mineral abundance and composition results provided an effective characterisation of the ore, protore and host rocks and showed variations within the ore body.