UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N^o 101

MARCO ANTÔNIO MARQUEZ GODOY

RESUMO
O depósito da mina São Bento (Santa Bárbara, MG) está hospedado na porção média do Quadrilátero Ferrífero (latu sensu), na Formação Ferrífera São Bento, constituída essencialmente por um BIF na forma de finas camadas que variam em composição entre fácies óxido, carbonato silicato e sulfeto, sendo que os sulfetos normalmente apresentam-se como veios de tamanho variável levemente discordantes com o BIF. Mineralogicamente o depósito está constituído por arsenopirita, pirrotita, pirita, calcopirita, esfalerita, galena, ouro, magnetita, ilmenita, didderita, ankerita, calcita, quartzo, clorita, estilpnomelano e muscovita. A arsenopirita (Fe_1.01As_0.99S_1.00 - Fe_1.00As_0.82S_1.18) com hábito principalmente losangular, apresenta zonação com o núcleo claramente definido ao microscópio petrográfico. Este núcleo apresenta uma razão As/S diminuindo do centro para os seus limite, características de ambientes ricos em As. A borda possui mudanças rítmicas na razão As/S, com uma tendência à estequiometria do limite com o núcleo para os locais mais externos do cristal, com razão AS/S aumentando, típica de ambientes com alta fugacidade de S. A zonação evidencia pelo menos duas gerações distintas de arsenopirita. A pirrotita (Fe_0.91S_1.09 - Fe_0.96S_1.04) apresenta-se principalmente como massas anedrais, algumas vezes alongadas e orientadas, com evidências claras de remobilização. Existe uma mistura das fases monoclínicas e hexagonal, variando, segundo o método de difratometria de raios-X, entre 50% a quase 100% de pirrotita hexagonal. Foram claramente diferenciadas duas fases de pirita no depósito, sendo que as inclusas na arsenopiritas apresentam-se enriquecidas em As, no entanto que os cristais cúbicos euedrais e subedrais são empobrecidos. O ouro livre têm várias formas de ocorrência: como pequenas inclusões na arsenopirita ou na pirita, acompanhando às vezes por outras fases minerais (principalmente pirrotita e minerais da ganga); como inclusões maiores na pirrotita, freqüentemente em contato com arsenopirita; menos comumente na interface entre minerais; preenchendo fraturas, associado a sulfetos ou não; raramente, incluso na esfalerita ou em minerais da ganga; e preenchendo cavidades na arsenopirita, associado à galena, esfalerita, calcopirita e pirrotita. Apresentam-se bastante enriquecidos em Ag (20-45 % atômica de Ag), caracterizando o mineral electrum. O ouro "invisível" foi evidenciado mediante as análise de microssonda eletrônica nos sulfetos (arsenopirita, pirrotita, calcopirita e esfalerita), apresentando-se a arsenopirita como o principal carregador. Não foi determinado se o Au é estrutural ou se forma como inclusões extremamente finas. As arsenopiritas do horizonte São Bento Pinta Bem apresentam-se claramente enriquecidas em Au enquanto que as do horizonte São Bento são mais empobrecidas. Análise realizadas no Broken Heaven Laboratory, USA, utilizando a técnica de luz síncrotron, mostraram o melhor pico para Au na arsenopirita do horizonte São Bento Pinta Bem. Nos rejeitos foram observados grãos de sulfeto (< 1µ até várias dezenas de µ), totalmente irregulares e angulosos, algumas vezes parcial ou totalmente inclusos em grãos maiores de quartzo e carbonato. Os concentrados da flotação são compostos por fragmentos de sulfeto e ganga com dimensões oscilando entre algumas dezenas de microns até menores do que 1 µ. Algumas vezes ocorrem grãos de Au em torno de 10 µ de diametro, totalmente microinclusos em cristais de pirita. Foram observados também grãos de carbonato em quantidades importantes. Foram aplicados difração de raios-X e contagem de pontos para a quantificação dos sulfetos mais abundantes como pirrotita,arsenopirita, pirita, esfalerita e calcopirita. É possível obter dados confiáveis a partir da difração de raios-X, desde que seja estabelecido o tamanho da amostra e um fator de correção para que sua média esteja próxima da produção real.

ABSTRACT
The São Bento deposit (Santa Bárbara, MG) occurs in the middle portion of the Quadrilátero Ferrífero (latu sensu), hosted by the São Bento iron formation. This is a BIF composed of fine layers of oxide, carbonate, silicate, and sulfide facies. Sulfides usually form veins of variable sizes that crosscut the BIF layering with very small angles.
The most important minerals in the deposit are: arsenopyrite, pyrrhotite, chalcopyrite, sphalerite, galena, electrum, magnetite, ilmenite, siderite, ankerite, calcite, quartz, chlorite, stilpnomelane, and muscovite.
Arsenopyrite (Fe_1.01As_0.99S_1.00 - Fe_1.00As_0.82S_1.18) occurs mainly as rhombus and is zoned with a clearly petrographically defined core. This core presents As/S diminishing from center towards its limits, which is typical of As-rich environments. The rim shows rhythmic changes in As/S which generally increases and tends to stoichyometry from the core limit to the most external crystal rim. This is typical of environments with high S activity. This zonation indicates two arsenopyrite generations.
Pyrrhotite (Fe_0.91S_1.09 - Fe_0.96S_1.04) is clearly remobilized and occurs as aggregates of anhedral crystals, sometimes elongated and oriented. Both monoclinic and hexagonal structures. Occur hexagonal pyrrhotite varies from 50% to almost 100%, as determined by x-ray diffraction.
There are two pyrite generations: As-rich pyrite included in arsenopyrite and As-poor euhedral to subhedral cubic crystals.
Gold crystals occur in many different forms: small inclusions in arsenopyrite and pyrite, sometimes associated with pyrrhotite and gangue minerals; large inclusions in pyrrhotite, usually in contact with arsenopyrite; less frequently, in mineral interfaces; in fractures, associated with sulfides or not; rarely included in sphalerite or gangue minerals; rarely filling cavities in arsenopyrite associated with galena, sphalerite, chalcopyrite, and pyrrhotite. Gold contains from 20 to 50 at.% Ag, characterizing the mineral electrum.
"Invisible" gold was found by electron microprobe analyses mainly in arsenopyrite but also in pyrrhotite, chalcopyrite, and sphalerite. It was not determined whether invisible gold occurs as structurally-bonded atoms or as extremely small inclusions.
Microprobe analyses showed that the arsenopyrite from the São Bento Pinta Bem horizon is gold-enriched while arsenopyrite from the São Bento horizon is impoverished. Syncrotron fluorescence analyses in arsenopyrite were carried out at Broken Heaven Laboratory, USA, indicativy that the best gold peaks are those from the São Bento Pinta Bem arsenopyrites, confirming the electron probe results.
Angular and irregular sulfide grains (< 1µ up to tens of µ) were identified in the flotation tails, partially included in quartz and carbonate.
The flotation concentrate is composed of sulfide and gangue fragments with dimensions varying from less than 1µ up to some tens of microns. Gold crystals (around 10µ) occur completely included in pyrite. Carbonate fragments may be important in the concentrate. X-ray diffraction and point counting were used to estimate mineral abundance, mainly sulfides. A comparison of the two methods showed that it is possible to obtain good results from x-ray diffraction data provided that sample size (number of determinations) and correction factors are well defined.