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Depósitos magmáticos: pegmatitos

CARACTERÍSTICAS GERAIS


Os pegmatitos são rochas ígneas de granulação grossa que geralmente ocorrem como diques ou lentes, próximos a plútons graníticos. Podem conter alta concentração de um ou mais metais e outros elementos que estão geralmente em baixas concentrações na média crustal (concentração traço <500 ppm).


Geralmente, os pegmatitos podem ser enriquecidos em elementos litófilos, como LILEs (Li, Rb, Cs, Be), HFSEs (Ga, Sn, Hf, Nb, P, Ta, Y, U, Th, REEs), além de elementos que são bastantes solúveis em fluidos aquosos, como B e F. São considerados alvos de grande interesse econômico, principalmente como depósito de Ta, Sn, Cs, U e Rb. Recentemente, devido a maiores demandas comerciais, os pegmatitos ricos em Li também têm ganhado espaço como depósitos economicamente viáveis. Além dos metais raros, os pegmatitos são também fontes de minerais industriais, como mica, feldspatos, argilas.


Em sua maioria, ocorrem como lentes irregulares de 100m a 1km, geralmente hospedados em rochas metamórficas arqueanas ou proterozoicas, em fácies xisto verde - anfibolítica, com andaluzita e estaurolita como minerais metamórficos índices dos terrenos hospedeiros.

Figura 1: Fotografias mostrando xenólito de xisto no granito pegmatoide (A) e detalhe do granito pegmatoide em B. Fonte: Paes et al. 2016.


COMPOSIÇÃO


Os pegmatitos têm composição granítica, com presença de quartzo, feldspato potássico e albita como minerais principais, podendo conter também muscovita, minerais de metais raros e minerais rico em elementos voláteis, como os fosfatos e turmalinas. Em geral, são internamente zonados de forma concêntrica, tanto em relação à composição mineralógica, quanto em relação à textura, com presença de uma zona granítica de granulação fina na borda, zonas de albita e zonas de feldspato potássico e um núcleo rico em quartzo.


PROCESSOS IMPORTANTES


O processo principal de enriquecimento de metais raros nos pegmatitos é o fracionamento magmático extremo, indicado pela composição leucogranítica com baixa concentração de Ca, de Fe e de outros elementos que são fracionados nos minerais principais dos granitos. Além disso, há uma razão de quartzo, albita e feldspato potássico, que corresponde à composição do “minimum melt” ou do melt eutético, indicando que vários melts de pegmatito são resultados de uma cristalização fracionada maior que 99% de um granito típico.


Os pegmatitos são formados em pressões metamórficas entre 3 e 5 Kbar, geralmente sin-metamórfico, tipicamente sin-orogênico a pós-orogênico, tendo como fonte plútons férteis (ricos em metais e em elementos voláteis). Vários elementos presentes tanto nos pegmatitos como em suas fontes plutônicas podem agir como fluxos (F como fluoretos, P como fosfatos PO3- e boro, como boratos BO3-).

Figura 2: Mineralogia principal do pegmatito: feldspatos, quartzo, espodumênio e muscovita - Mina da Cachoeira (Fonte: Chaves et al. 2018)


Esses fluxos associados com água, íons de carbonato e bicarbonatos, interrompem as ligações poliméricas dos tetraedros de SiO4 em melts ricos em sílica, reduzindo a temperatura dos solidus. Essa grande concentração de fluxos também contribui para a redução da viscosidade do melt, facilitando a segregação das pequenas quantidade que restam entre os cristais. Em um determinado momento, esse melt residual intrude como soleiras e diques na rocha hospedeira. O melt pegmatítico rapidamente perde calor e começa a resfriar e, dependendo do seu tamanho e da condução térmica, é possível estimar o resfriamento por condução, que pode ser até dentro de meses ou semanas.


A cristalização ocorre da borda para o núcleo, de uma assembleia mineralógica complexa para uma borda interior geralmente monominerálica. A assembleia mineral indica que a cristalização ocorre geralmente entre 650-450°C, ou seja até 200°C abaixo da temperatura de solidus. A despolimerização, que diminui a taxa de nucleação dos silicatos, associada ao super resfriamento são responsáveis pelo crescimento dos minerais a partir de poucos núcleos, gerando cristais de granulação muito grossa, além da cristalização de quartzo e feldspatos de forma episódica, ao invés de simultâneos, formando o zoneamento dos pegmatitos.


A própria cristalização progressiva do pegmatito é responsável por concentrar os diferentes elementos traços até os níveis que os minerais que os contém são saturados. Por exemplo, é necessário 2 wt% de Li2O para saturação do espodumênio (Ridley, 2013).


O PROTAGONISMO DO LÍTIO


O lítio é o único elemento da tabela periódica que teve um brasileiro envolvido na sua descoberta: José Bonifácio de Andrada e Silva. O mineralogista publicou em uma revista alemã a descrição de 12 minerais, sendo 4 desses inéditos. Entre os 4 novos minerais, havia dois, a petalita e o espodumênio, que foram pesquisados resultando na descoberta no elemento lítio (Chagas & Corrêa, 2017; Chaves et al. 2018).

Figura 3: José Bonifácio de Andrada e Silva


Hoje em dia o lítio é o principal protagonista na transição energética. Considerado o ‘petróleo branco’, ele será um dos responsáveis pela descarbonização através do seu uso em confecção de baterias.


No Brasil, o lítio ocorre em depósitos do tipo pegmatíticos, sendo o principal mineral-minério o espodumênio. A maior produção atual do Brasil ocorre na província pegmatítica Oriental do Brasil, com destaque para o distrito pegmatítico de Araçuaí.

Figura 4: Amostra de espodumênio da Mina da Cachoeira, Araçuaí-Itinga (Chaves et al. 2018).

Figura 5: amostra de petalita da Lavra do Barreiro, Itinga (Chaves et al. 2018).


REFERÊNCIAS


Chagas, C. S., & Corrêa, T. H. B. (2017). As contribuições Científicas de José Bonifácio e a Descoberta do Lítio: Um Caminhar pela História da Ciência. Revista de Educação, Ciências e Matemática, 7(1).


Chaves M.L.S.C., Dias, C.H, Cardoso, D.K.R. 2018. RECURSOS MINERAIS DE MINAS GERAIS – LÍTIO.

Paes V.J.C., Santos L.D., Tedeschi M.F., Betiollo L.M. 2016. Avaliação do potencial do lítio no Brasil: área do Médio Rio Jequitinhonha, Nordeste de Minas Gerais: texto explicativo e mapas. Belo Horizonte: CPRM.


Ridley, J. (2013). Ore deposit geology. Cambridge University Press.


AUTORA: JÚLIA MATTIOLI

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