morfologia e analise quimica dos espeleotemas goethiticos

MORFOLOGIA E ANÁLISE QUÍMICA DOS ESPELEOTEMAS GOETHÍTICOS E
HEMATÍTICOS DAS CROSTAS FERRUGINOSAS DE ORIGEM LATERÍTICA DA
LOCALIDADE RURAL DE MORRO DAS BALAS, MUNICÍPIO DE FORMIGA – MG
Anísio Cláudio Rios Fonseca∗
RESUMO: Este trabalho de pesquisa trata da análise da composição química e
morfologia de mineralizações em forma de espeleotemas de goethita e
hematita em crostas lateríticas da região de Morro das Balas, município
de Formiga-MG, Brasil.
Palavras-chave: Goethita. Hematita. Quartzo. Siderita
∗
Professor do UNIFOR-MG, Especialista em Solos e Meio-Ambiente pela Universidade Federal de Lavras -MG,
Curador e Coordenador do acervo mineralógico do Laboratório de Mineralogia do UNIFOR-MG
1 INTRODUÇÃO
O processo de laterização e
dissecação de um solo culmina na
formação de uma crosta de aparência
Processos de laterização em
e
espessura
bem
variáveis
onde
solos predominantemente tropicais são
predominam óxidos e hidróxidos de
amplamente
área
ferro e alumínio, devido à intensa
agronômica e na área geológica.
lixiviação da sílica em PH elevado
Sendo um processo essencialmente
(CURI, 1998) e (ALKIMIM, 1998).
químico de remoção de bases e sílica,
Estes
o mesmo é naturalmente acelerado ou
minerais formando as mais diversas
retardado
condições
variedades em termos estruturais e
ambientais reinantes, principalmente
morfológicos. Trabalhos desenvolvidos
as de natureza climática; temperatura
por FONSECA (2.005) na região de
e
1984,
Morro das Balas demonstraram que as
AMBROSSI, 1986). Quanto maiores
rochas lateríticas ali presentes não
forem a temperatura e a precipitação,
podem estar ligadas diretamente com
mais favorecido será o processo.
as transgressões (avanço do mar
COSTA tem conduzido importantes
continente
estudos
(recuo dos mares) marinhas do cráton
estudados
conforme
precipitação
sobre
as
na
(COSTA,
os
processos
de
colóides
vão
adentro)
depositando
e
regressões
laterização na região amazônica e
São
obtido
1983), mas sim derivadas de rochas
resultados
aplicáveis
para
Francisco
(RADAMBRASIL,
interpretação dos processos análogos
depositadas
da região de Morro das Balas.
transgressão, devido ao grande lapso
Rochas
lateríticas
durante
esta
de
de tempo entre a transgressão e a
diferentes graus de evolução são
idade média dos lateritos (COSTA,
encontradas em diversos tipos de
1991), os quais podem ser maturos ou
solos,
imaturos. O processo de laterização
principalmente
na
região
amazônica (COSTA, 1991) devido ao
pode
clima
aos
velocidade muito grande, em termos
processos de laterização. Em muitos
geológicos, como o que acontece com
locais estes processos geram rochas-
solos
minérios importantes, tais como muitas
(BOTELHO, 1981), onde o processo
das reservas de minério de manganês
pôde ser parcialmente mensurado.
do Brasil.
Embora com significativas variações
altamente
favorável
se
desenvolver
cultivados
em
em
uma
Angola
texturais, estruturais e químicas devido
são predominantemente alteradas por
à profundidade em que se formaram e
fenômenos
também relacionados com o tipo de
originaram diversos espeleotemas de
solo de origem, pode-se dizer que
óxidos
todas as crostas lateríticas apresentam
pequenos cristais de quartzo que, em
mineralizações de quartzo. Crostas
muitos
lateríticas portadoras de óxidos de
interstícios.
manganês
fraturas
dentro das brechas intraformacionais
preenchidas por cristais engrenados
(formadas no local) algumas cavidades
de quartzo, como as citadas por
atapetadas
FONSECA (2.005), cuja espessura
negros, quase microscópicos, com
varia de poucos milímetros a mais de
aspecto
2cm, de acordo com o tipo de fratura.
provavelmente são de polianita (óxido
apresentam
Drusas de hematita botrioidal
(FONSECA,
2.005)
preenchendo
diversas
cavidades
nas
encontradas
rochas
próximas
de
de
dissolução
ferro
casos,
que
associados
com
preenchem
os
É comum se encontrar
por
de
pequenos
veludo
cristais
e
que
de manganês tetragonal associada a
ocorrem
outros minerais de manganês. A água
fraturas
atua
e
lateríticas
ao
nestas
rochas
de
maneira
ambígua, ora no sentido de formar as
local
rochas, ora no sentido de transformá-
denominado de Morro dos Cristais,
las em outras rochas e minerais,
local inserido dentro de Morro das
consoante as mudanças climáticas.
Balas e estão associadas a numerosas
mineralizações de quartzo de tamanho
2 O LOCAL DE OCORRÊNCIA DOS
variável,
ESPELEOTEMAS
com
submilimétrico
predominância
e
há
vestígios
do
de
formações estalactíticas em algumas
O local de coleta das crostas
destas rochas, embora sem a riqueza
lateríticas contendo os espeleotemas
morfológica
fica na região de Morro das Balas,
encontrada
em
outras
amostras.
Já
município
as
crostas
de
Formiga-MG.
Está
lateríticas
inserido no Supergrupo São Francisco,
encontradas associadas a brechas
Grupo Bambuí e Formação Serra de
intraformacionais
Santa
(RADAMBRASIL,
Helena
(COMIG
2003,
1983) com clastos de quartzo e lamitos
RADAMBRASIL 1983). A formação
unidos
cimento
Serra de Santa Helena caracteriza-se
manganesífero
pela presença de argilitos, siltitos, e
com
predominantemente
arenitos finos. O local de coleta das
diretamente ao grau de mineralização
crostas
situado
e também ao intemperismo atuante
pouco abaixo do local do primeiro
nestas estruturas lateríticas que, ao
estudo
FONSECA
que tudo indica, estão impregnadas
(2.005) e geologicamente insere-se no
com mineralizações de quartzo de
mesmo contexto. As crostas lateríticas
origem
encontradas
soluções residuais do magma e de
ferruginosas
realizado
no
está
por
local
são
meros
hidrotermal,
a
partir
de
testemunhos de estruturas extensas e
temperatura
muito maiores que foram removidas e
presente
destruídas pela erosão milenar. Em
hidrotermais afetaram grandemente as
um
diversas
corte
na
observado
estrada
no
pode
solo
um
ser
perfil
não
determinada
trabalho.
Estas
fraturas
dissolução
e
soluções
cavidades
presentes
na
no
rocha
de
e
tipicamente alóctone que apresenta as
recristalizaram goethita e hematita
chamadas
presentes
linhas
de
pedras,
nas
formas
maciças,
constantes em trabalhos feitos por
botrioidais e em formas prismáticas
COSTA (1991) e FONSECA (2005). O
presentes nos espeleotemas, na forma
material coletado no terreno parece
de cristais tabulares e estriados, sem
pertencer todo a este perfil, embora
uma orientação preferencial aparente
possa
que
ser
assegurado
que
este
estipulasse
um
padrão
de
material provém de muito perto, dadas
crescimento. Embora a goethita e a
outras
hematita
ocorrências conhecidas
em
perfis autóctones em locais próximos.
possam
sedimentares
hidrotermais
no
ser
estritamente
solo,
de baixa
soluções
temperatura
podem cristaliza-las.
2 AS FORMAÇÕES
ESTALACTÍTICAS
Entre
as
dezenas
de
quilogramas de crostas ferruginosas
de origem laterítica coletadas, existe
uma enorme profusão de formas,
cores, texturas e estruturas destes
espeleotemas
e
isto
está
ligado
Fig. 1- Espeleotemas rosados na crosta laterítica
Os espeleotemas considerados
aqui não possuem carbonato de cálcio
em sua constituição como os que se
formam em maciços calcários, mas
suas formas e mecanismos genéticos
são
semelhantes
exclusivamente
e
parecem
ser
sedimentares
e
formados através do mesmo processo
em que os espeleotemas originados
em cavernas situadas em corpos de
minério
de
ferro
ou
mesmo
em
cavernas de origem calcária, conforme
Fig.2- Espeleotemas de cor rosada e brilho
nacarado.
citado anteriormente. Nestes casos a
O que chama a atenção do
goethita apresenta-se comumente em
e
observador de imediato é a presença
estalactíticas, de aspecto fibrorradiado
de cristais prismáticos e brilhantes de
em suas secções transversais. A
goethita/
hematita pode também assumir estas
torno dos espeleotemas. Em outras
formas,
amostras,
formas
botrioidais,
conforme
renimorfas
seu
processo
hematita,
há
a
imbricados
em
associação
de
genético. A goethita apresenta-se com
espeleotemas com um invólucro de
uma variada gama de cores que
quartzo incolor, que se torna branco
variam do amarelo ao cinza do aço,
quando
mas seu traço é predominantemente
ópticos.
mais amarelado. Veios fibrorradiados
frequentemente
de goethita atravessam as amostras,
cristalizado) e forma drusas de cristais
seguindo
de
curtos, formando curiosas associações
fratura das mesmas, de tal forma que
com os espeleotemas, impregnando-
as soluções hidrotermais ou mesmo os
os
processos supérgenos (à temperatura
formando em diversas amostras um
e pressão ordinárias) a recristalizaram.
mosaico de cristais imbricados que
provavelmente
linhas
e
visto
sem
instrumentos
Esse
quartzo
euédrico
intercrescendo
delineiam
seções
com
é
(bem
eles,
circulares
estalactites goethíticas/ hematíticas.
de
associação não apresenta os cristais
prismáticos e nem foi analisada no
MEV
(Microscópio
eletrônico
de
varredura), mas foi observada ao
microscópio
estereoscópio
do
laboratório de mineralogia.
Fig.3- Finíssimos espeleotemas de
hematita revestidos de quartzo branco.
goethita/
O tamanho e a perfeição dos
espeleotemas
são
extremamente
variáveis e dependem do tamanho da
cavidade
de
dissolução
onde
se
Fig.4- Visão geral de um dos espeleotemas com
drusas de cristais prismáticos.
formaram e de todas as condições
físicas e químicas do processo.
3 OS CRISTAIS TABULARES DE
HEMATITA/ GOETHITA
Os cristais encontrados são
predominantemente
prismáticos
e
também tabulares, havendo, porém
algumas
formações
drússicas
de
cristais curtos e melhor orientados,
Fig.5- Microfotografia em detalhe do espeleotema
anterior. Notar o aspecto tabular dos cristais
mas que não foram observados com o
MEV. Em algumas amostras existe
uma espécie de estrutura alveolada,
onde
estão
placas
de
separadas
4 OS ROMBOEDROS DE SIDERITA
hematita/goethita
por
cavidades
compridas, dando um aspecto muito
interessante ao conjunto. Este tipo de
Em uma das imagens geradas
pelo MEV, destacam-se ao fundo
belos romboedros algo encurvados de
siderita.
Estes
romboedros
são
pequenos e aparecem implantados
nos cristais prismáticos/tabulares e
sua composição pôde ser mensurada
através do sistema EDS.
Fig. 9-Espeleotemas centimétricos exibindo
acentuado brilho metálico em suas lamelas, mas
sem evidenciar cristais tabulares.
Fig. 6- Romboedros de siderita mostrando planos
de clivagem
5 AS ESTRUTURAS DE ORIGEM
DESCONHECIDA
As imagens geradas pelo MEV
do
departamento
de
microscopia
eletrônica da Universidade Federal do
Rio
Fig. 7- Romboedros de siderita sumilimétricos na
crosta ferruginosa- fotografia obtida através de
microscópio estereoscópico do laboratório de
mineralogia do UNIFOR-MG
Grande
algumas
do
Sul
estruturas
almofadado
evidenciaram
com
aderidas
aspecto
aos
cristais
prismáticos dos espeleotemas. Na
ocasião da análise, Tanto o Dr.
Heinrich
Theodor
operador
do
Frank
aparelho
como
o
puderam
testemunhar o momento quando estas
estruturas almofadadas começaram a
literalmente explodir, devido ao feixe
de elétrons emitido pelo aparelho.
Como estas estruturas aparentemente
não
Fig. 8- Formações estalactíticas impregnadas com
cristais tabulares de goethita/ hematita.
são
de
provavelmente
origem
trata-se
mineral,
de
uma
estrutura orgânica como um fungo ou
com seriedade para estudos na área
uma
por
de Ciências Biológicas e Espeleologia,
ele
sendo citado aqui apenas como uma
naquele
curiosidade, já que o equipamento
colônia
exemplo.
de
A
conseguiu
bactérias,
maneira
como
desenvolver-se
ambiente se deve ao fato de que a
utilizado nas análises os detectou.
crosta laterítica é bem porosa e possui
canais
intercomunicáveis
que
não
devem ter sido totalmente obstruídos
pela mineralização hidrotermal, ou
então, devido ao intemperismo da
crosta
laterítica,
a
estrutura
encontrava-se próxima à superfície e
era constantemente abastecida pelas
soluções aquosas ricas em matéria
orgânica
e
sais,
infiltradas
Fig. 10-Estruturas almofadadas intactas sobre cristais
prismáticos
da
superfície; isso, claro, considerando
que sejam estruturas orgânicas.
Muitas das crostas lateríticas
apresentam
intensa
intemperização
em sua superfície, sendo que o
quartzo que permeia os espeleotemas
encontra-se
amarelado
devido
a
impregnações de óxidos de ferro e
Fig. 11- Estrutura mostrando fenda de expansão causada
pela emissão do feixe de elétrons do MEV.
estruturalmente muito pulverulento, de
modo que os agregados se desfazem
com muita facilidade. Os troglóbios,
6 MATERIAL E MÉTODOS
organismos que habitam cavernas,
que ocorrem em cavidades e cavernas
Para
em diversos minérios de ferro são
tomados
como
referência
para
a
amostras
análise
foram
clássicos
prévia
utilizados
alguns
hipótese de que a estrutura das
ensaios
microfotografias abaixo seja realmente
(BOTELHO, 1979) e DANA (1978).
um fungo ou colônia de bactérias. O
Foram
fato em si é curioso e deve ser tratado
propriedades; dureza, usando como
aferidas
da
das
as
mineralogia
seguintes
referência a escala de Mohs, cor do
traço
na
relativa.
porcelana
Para
e
densidade
mensuração
da
densidade relativa foi utilizada uma
balança digital da marca Coleman.
Os valores obtidos para a
densidade relativa aproximam-se dos
valores ideais encontrados para a
goethita,
embora
haja
bastante
Fig. 12- Cristais tabulares de goethita/ hematita
recobrindo espeleotema.
hematita mesclada a ela em diversos
graus, havendo, pois pseudomorfoses
diversas devido à desidratação, logo,
estes dados não serão discriminados
aqui. Em estudos feitos no mesmo
material
rochoso
por
FONSECA
(2.005),
os
mesmos
detectaram
hematita praticamente pura em drusas
Fig. 13- Gráfico EDS da amostra da fig. 11.
Tabela 1- Valores de O, Al e Fe da amostra.
botrioidais esferoidais, onde a relação
Parameter
O
Al
Fe
entre ferro e oxigênio difere muito dos
Weight
concentration %
ZAF Value
Atom
concentration %
Atom % error
Formula
30.06S
0.00
69.94
1.64
60.00
2.53
0.00
1.07
40.00
+/- 7.77
O
+/- 0.00
Al2O3
Al2O3
+/- 0.53
Fe2O3
Fe2O3
0.00
0.00
100.00
resultados obtidos aqui pelo mesmo
método de microscopia eletrônica e
esta diferença é devido ao fato de que
as drusas botrioidais são praticamente
anidras, ao passo que os cristais
Compound
Concentration %
prismáticos estão hidratados, o que
Embora limitado quanto ao
aumenta a relação Fe/O e o hidrogênio
aspecto quantitativo de elementos na
não é detectado pelo método usado.
amostra
e,
consequentemente,
dedução
de
fórmulas,
utilizado
pôde
o
método
evidenciar
traços
importantes da composição química
dos espeleotemas. O valor ZAF é um
valor de correção utilizado nestas
análises. Na amostra da Fig. 12, o
gráfico
EDS
evidencia
a
predominância de ferro e oxigênio e
raros
traços
de
alumínio
foram
retirados da tabela da composição
geral, devido à margem de erro. O
hábito
dos
cristais
prismático.
A
espeleotemas
intercalada
é
tabular
mineralogia
analisados
entre
a goethita
e
dos
está
e a
Tabela 2- Valores de O e Fe da amostra.
Parameter
O
Fe
ZAF Value
Weight concentration %
Atom concentration %
Atom % error
Formula
Parameter
1.67
30.06S
60.00
+/-0.00
1.07
69.94
40.00
+/-0.54
Fe2O3
Fe2O3
Compound concentration
%
0.00
100.00
Na amostra da fig.14, os parâmetros
hematita, pois pseudomorfoses são
da
comuns
mesmos, mas sem traços de alumínio.
na
região,
oriundas
de
análise
são
processos de substituição molecular
A
sem detrimento da forma externa dos
goethita/hematita.
amostra
é
praticamente
composta
os
de
cristais.
Fig 16- cristais tabulares de goethita/ hematita -notar as estrias
longitudinais nos cristais.
Fig.14- Cristais tabulares de goethita/ hematita.
Fig. 15- Gráfico EDS da fig. 14
Fig. 17- Gráfico EDS da amostra da fig. 16.
Tabela 3- Valores de O e Fe da amostra da fig.16
Parameter
O
Fe
ZAF Value
Weight
Concentration %
Atom concentration %
Atom % error
1.65
30.06
1.07
69.94
60
+/- 0.00
40
+/- 0.63
O
Fe2O3
Fe2O3
0.00
100.00
Formula
Compound concentration %
Parameter
C
O
Al
Fe
ZAF Value
Weight
concentration %
Atom
concentration %
Atom % error
3.93
2.01
1.69
33.44
S
60.97
2.56
0.76
1.09
63.80
0.82
33.33
+/2.81
+/-0.08
+/-0.41
Formula
Parameter
CO2
CO2
Al2O3
Al2O3
Fe2O3
Fe2O3
Compound
concentration %
7.35
1.43
91.22
A
A amostra da figura 16 se apresenta
com hábito tipicamente tabular e a
mesma constituição das anteriores.
4.87
+/-0.46
0.00
amostra
da
Fig.
18
é
tipicamente romboédrica, evidente nos
três cristais em destaque. A análise
pontual desta mineralização mostra
teores de carbono, oxigênio, alumínio
e ferro expressos em óxidos, o que
permite classificá-la como o mineral
siderita
(FeCO3).
Novamente
o
alumínio está na forma de hidróxido e
provavelmente
Fig. 18- Três romboedros de siderita em
espeleotema
amostra.
cristais
impregnando
a
Não foram encontrados
prismáticos
de
goethita/
hematita maiores que 2mm, embora
em sua forma maciça e fibrorradiada
sejam comuns espécimes maiores.As
análises expressam a composição em
óxidos
nas
parâmetros
massa,
Fig. 19- Gráfico EDS da amostra da fig.18
amostras,
de
além
concentração
concentração
atômica
dos
de
e
fatores de correção. A presença de
Al2O3 na amostra, ainda que em
Tabela 4- Valores de C, O, Al e Fe da amostra.
pequena porcentagem, é relevante o
bastante para se atribuir sua presença
a processos de intemperismo em
rochas ricas em minerais de alumínio
(feldspatos,
micas)
e
posterior
remoção de sílica em PH favorável,
associação das rochas lateríticas e do
precipitando assim o hidróxido de
quartzo,
alumínio (gibsita).
endêmico na região estudada leva a
bem
como
o
quartzo
crer que os eventos mineralizantes
foram
8 CONCLUSÃO
conjuntos
ou
pelo
menos
contemporâneos. O fato de haver
apenas testemunhos de estruturas
lateríticas
Os resultados indicam uma
muito
maiores
também que o intemperismo agiu de
grande predominância de óxidos de
forma
ferro hidratados, devido à relação Fe/O
formações
e os cristais prismáticos são mesmo
gerando novos solos.
de goethita/ hematita, recristalizados e
depositados
hidrotermalmente
nas
mostra
a
destruir
a
lateríticas
maioria
da
das
região,
A karstificação em pequena
escala
da
rocha
laterítica
é
um
formações estalactíticas pré-formadas
processo análogo ao que ocorre em
por processos de karstificação. Isto é
rochas
interessante, já que a goethita ocorre
calcários e é subordinada ao grau de
mais
massas
dissolução dos compostos de ferro,
fibrorradiadas, aciculares, globulares,
onde o ferro ferroso é mais solúvel em
estalactíticas, renimorfas e botrioidais
igualdade de PH (CURI, 1998). Existe
(DANA, 1978), e não em cristais
neste processo a lenta formação de
isolados. Conclui-se que um sistema
estruturas
intercomunicável
de
estalactites e helictites, pois contrariam
canalículos, poros e fraturas na rocha
a gravidade e são assim formados
laterítica
fluidos
devido a forças endógenas, intrínsecas
rocha
do processo de cristalização. Conclui-
laterítica, depositando sílica na forma
se que os dois processos ocorreram
de quartzo, associado às estalactites.
em épocas distintas, sendo que os
O óxido de ferro das crostas foi
espeleotemas
provavelmente
mineralizações são os mais antigos.
normalmente
em
composto
conduziu
mineralizantes
por
os
toda
a
recristalizado
desta
maneira.
Há
carbonáticas
nos
intermediárias
cobertos
maciços
entre
por
Não se pesquisou se o processo
rochas
hidrotermal de gênese mineral pode
compostos
gerar espeleotemas como os que
apenas por quartzo. A intensidade da
foram encontrados, mas de acordo
lateríticas
geodos
basicamente
em
com
trabalhos
espeleológicos
de impurezas no cristal, mantendo sua
realizados em cavernas localizadas
forma, parecendo existir outros cristais
em canga e minério de ferro, os
no interior.
espeleotemas
são
temperatura
formados
ambiente,
ou
à
seja,
genuinamente sedimentares então.
A
quartzo
grande
quantidade
encontrada
na
Toda a região de Morro das
Balas
foi
palco
de
eventos
mineralizantes que atingiram as rochas
de
do pacote sedimentar de forma mais
região
ou menos extensa, criando curiosas
estudada vem corroborar a natureza
formações
hidrotermal das mineralizações
estudadas com muito rigor, dada sua
quartzo
encontradas
crostas
ferruginosas,
dentro
embora
de
das
a
possibilidade de cristais neoformados
ou
autigênicos
não
possa
ser
descartada. Os cristais de quartzo
encontrados
até
o
momento
não
atingem grandes dimensões e alguns
apresentam figuras de crescimento
tipo phanton, onde a diferenciação
química
formação
durante
o
do
cristal
processo
pode
de
ser
observada a partir de zonação de cor e
que
merecem
mineralogia e metalogenia.
ser
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Heinrich Theodor Frank, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul,
pela análise das amostras enviadas por mim. Aos profissionais do Departamento de
Microscopia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, pelas análises feitas e
por terem chamado a atenção para as estruturas de possível origem orgânica
presentes nas amostras analisadas.
ABSTRACT:
This research deals with the analysis of chemical composition and morphology of
mineralization in the form of speleothems of goethite and hematite in lateritic crusts
from the region of Morro das Balas, city of Formiga, MG, Brazil.
KEYWORDS: Goethite. Hematite. Quartz. Siderite
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