Geração de modelo exploratório para o minério de ferro da província mineral de Carajás através da integração de dados multifonte

Abstract

Esta dissertação de mestrado apresenta uma proposta de um modelo exploratório integrado para o minério de ferro de uma porção da Província Mineral de Carajás, denominada Serra Norte, localizada no estado do Pará. Para tanto, efetuou-se o processamento, interpretação, integração de dados aerogeofísicos de alta resolução, IV dados derivados da cartografia geológica na escala 1:20.000, dados estruturais e dados geológicos de cerca de 2.500 furos de sondagem. A análise dos dados gamaespectrométricos, através da composição colorida RGB KeTheU possibilitou a individualização de assinaturas associadas com as formações ferríferas aflorantes, correlacionadas à Formação Carajás, através dos baixos teores dos radioelementos K, eTh e eU. A assinatura do regolito associada com essa unidade mostram platôs enriquecidos em eTh. No entanto, as coberturas lateríticas associadas às rochas máficas, encaixantes da mineralização associadas às Formações Parauapebas e Igarapé Cigarra, são enriquecidas eTh e eU. Rochas sedimentares clásticas, tais como arenitos e conglomerados de matriz arcoseana e que recobrem o Grupo Grão Pará, mostram altos teores de K. Os dados aeromagnéticos permitiram a identificação de feições magnéticas e estruturas interessantes sob o ponto de vista prospectivo. Observa-se que os corpos mineralizados com alto teor em Fe não são mapeados ou apresentam baixo gradiente na amplitude do sinal analítico. Através da análise dos produtos derivados dos dados magnéticos, principalmente na amplitude do sinal analítico de ordem zero, foi verificada a correlação entre as formações ferríferas em superfície e subsuperfície com as anomalias observadas, devido à presença de magnetita e martita. A validação efetuada com os dados dos furos de sondagem e modelo de voxels gerado a partir dos litotipos interceptados na sondagem confirma essa premissa e indica que a magnetita está mais associada ao protominério e a martita e hematita ao minério de ferro. Localmente, pode-se observar a perda do magnetismo em função da oxidação presente no minério de ferro. A gradiometria gravimétrica do sistema Full Tensor Gravity Gradiometry (3D-FTG) mapeia em detalhe a formação ferrífera da área de estudo tanto em superfície quanto em subsuperfície, em função do contraste de densidade com as encaixantes. A componente em Z, denominada Tzz mapeia com alta precisão os corpos mineralizados enquanto que as componentes Txx, Txz, Tyy e Tyz auxiliam no realce do arcabouço estrutural. A interpretação efetuada a partir destes dados foi validada com dados estruturais, dados geológicos coletados em campo e nos testemunhos de sondagem. Como objeto importante deste trabalho foi realizado a comparação entre a metodologia de modelagem tridimensional a partir da inversão dos dados da gravimetria gradiométrica e a modelagem geológica convencional, realizada através da construção de seções transversais e extrusão dos polígonos. Verificou-se que o ajuste qualitativo promovido nos modelos de inversão possui boa aproximação com os modelos geológicos. Como áreas teste foram selecionados os depósitos de N3, N6 e N8. Os resultados obtidos mostraram-se satisfatórios, uma vez que a divergência dos valores das massas de recursos minerais obtidos através das duas metodologias de modelagem ficou na ordem de 20%, o que confere confiabilidade no uso do modelo de inversão nas avaliações preliminares de recursos minerais, trazendo direcionamento e melhor utilização dos recursos humanos e financeiros nos programas exploratórios para minério de ferro na região de Carajás. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

This Master´s thesis proposes an integrated exploration model for iron ore in the Serra Norte portion of Carajás Mineral Province, located in the state of Pará. In order to make this model we processed, interpreted and integrated high resolution airborne geophysical data from 1:20,000 scale geological maps, structural data and geological data from 2,500 drill holes. VI The analysis of the products obtained from gamma ray spectrometric data allowed us to individualize signatures associated with outcropping iron formations related to Carajás Formation, considering low levels of K, eU and eTh radioelements. The regolith signature associated to this unit shows eTh enriched plateaus. However, lateritic mantles related to mafic rocks, host rocks of this mineralization associated with Parauapebas and Igarapé Cigarra formations, are eTh and eU enriched. Clastic sedimentary rocks such as arcosian sandstones and conglomerates that cover Grão Pará Group showed high levels of K. By assessing airborne magnetic data it was possible to identify magnetic features and structures that are interesting from the prospective point of view. We can observe that highly mineralized bodies are not mapped or present a low gradient of amplitude in the analytic signal. By analyzing the results of magnetometric data, especially in the amplitude of the magnetic zero-order analytic signal, and due to the presence of magnetite and martite, we could notice the correlation between surface and subsurface iron formations with the anomalies observed. The validation with boreholes and voxel models using lithotypes obtained during drillings confirms this assumption and shows that magnetite is best associated with protore, and martite and hematite with iron ore. Occasionally the loss of magnetism can be observed due to the oxidation seen in iron ore. The gravimetric gradiometry of the Full Tensor Gravity Gradiometry (3D-FTG) system shows more details on the iron formation design both in the surface and subsurface, due to the density contrast with host rocks. Component Z, called Tzz, maps the mineralized bodies with a high precision, whereas components Txx, Txz, Tvy and Tyz make it possible to highlight the structural framework. The analysis based on these data was validated with structural, geologic data from field and drill holes. An important object of this work was the comparison between the three-dimensional modeling methodology based on the inversion of gradiometric gravimetry data and the conventional geologic modeling, which was done by building cross sections and extrusion of polygons. We observed that the qualitative adjustment done in inversion models is similar to those in the geological models. N3, N6 and N8 deposits were selected as test areas. The results obtained were successful, since the difference of the amounts of mineral resources volumes obtained with both modeling methods was at about 20%. This confirms the reliability of the use of inversion model in the preliminary evaluations of mineral resources and also brings a safe direction and allows a better use of human and financial resources in iron ore exploration programs in Carajás region.