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Roberto Perez Xavier Departamento de Geologia e Recursos Naturais

DEPÓSITOS MINERAIS FORMADOS POR PROCESSOS HIDROTERMAIS. UNICAMP. ISOTÓPOS ESTÁVEIS. Roberto Perez Xavier Departamento de Geologia e Recursos Naturais Instituto de Geociências - UNICAMP. Disciplina: Geologia Econômica (GE-803) Graduação em Ciências da Terra – Geologia. UNICAMP.

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  1. DEPÓSITOS MINERAIS FORMADOS POR PROCESSOS HIDROTERMAIS UNICAMP ISOTÓPOS ESTÁVEIS Roberto Perez Xavier Departamento de Geologia e Recursos Naturais Instituto de Geociências - UNICAMP Disciplina: Geologia Econômica (GE-803) Graduação em Ciências da Terra – Geologia

  2. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803)

  3. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) ISÓTOPOS DE O, H, C E S Abundância destes elementos na crosta e formam a base da maioria das formas de vida. A composição isotópica destes elementos em substâncias naturais não é função do tempo ou comportamento químico. Ocorrência em mais de um estado de oxidação: C+4 - carbonatos; C-4 - compostos orgânicos; Co - grafita; S-2 - sulfetos; So - enxofre; S+4 - SO2; S+6 - SO4). Ocorrência em diferentes tipos de ligações (e.g. H-O, C-O, Si-O, etc). Diferenças entre as massas dos isótopos.

  4. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) RAZÃO ISOTÓPICA Determina-se as diferenças nas razões isotópicas absolutas de um elemento entre duas substâncias. partes por mil (per mil ou o/oo) Valores negativos ou positivos de  indicam o empobrecimento ou enriquecimento do isótopo pesado na amostra em relação ao padrão.

  5. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) RAZÃO ISOTÓPICA: PADRÕES SMOW = Standard Mean Ocean Water para O e H. Viena-SMOW ou VSMOW= padrão para H2O distribuída pelo Atomic Energy Agency em Viena. PDB = calcita do fóssil beleminita da Formação Pee Dee, Carolina do Sul (U.S.ª) para C. Valores de 13C e 18O similares aos calcáreos marinhos. Utilizam-se também como padrões o carbonatito NBS-18 e um calcário marinho NBS-19. CDT = troilita (FeS) proveniente de meteorito metálico de Canyon Diablo (U.S.A.) para S.

  6. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) FRACIONAMENTO ISOTÓPICO Fator de fracionamento isotópico Valores de  encontram-se geralmente no intervalo 1 ± 0,0x a 1 ± 0,00x 103ln(1.00X)  X Fracionamento isotópico de 18O/16O entre o par quartzo-H2O, a 200°C, é de = 1,011 e o 103ln= +11o/oo. Para o par H2O-quartzo, nas mesmas condições de T, = 0,9890 e 103ln= -11o/oo

  7. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) FRACIONAMENTO ISOTÓPICO Equação do fracionamento isotópico quartzo-magnetita = quartzo - magnetita 103ln. Essa relação se mantém somente para valores de  < 10.

  8. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) CURVAS DE FRACIONAMENTO ISOTÓPICO (3) Qtz-H2O= 3,34(106/T2) – 3,31 (4) cal-H2O= 2,78(106/T2) – 2,89 (4) pirita-H2S= 0,40(106/T2) (9) galena-H2S= -0,63(106/T2)

  9. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) FRACIONAMENTO ISOTÓPICO Relaciona-se inversamente com a temperatura. É mais pronunciado quanto maior for a diferença de massa entre as espécies isotópicas envolvidas. O isótopo pesado concentra-se preferencialmente na fase em que o elemento está mais fortemente ligado. O isótopo pesado tende a concentrar-se na fase mais oxidada. Em pares cujos membros não possuem diferenças significativas de massa, tipo de ligação ou estado de oxidação, o fracionamento isotópico torna-se pouco significativo.

  10. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) APLICAÇÕES Identificação de fontes dos componentes do fluido. Geotermometria: temperatura de deposição do minério. Condições físico-químicas e mecanismos de deposição do minério (e.g. estado redox do fluido hidrotermal. Hidrologia do sistema hidrotermal (e.g. fluxo de fluidos). Exploração mineral: identificação de anomalias ou halos em rochas hospedeiras de mineralização.

  11. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) FONTE DE FLUIDOS: H2O

  12. COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA DE FLUIDOS NA CROSTA TERRESTRE 0 ÁGUA DO MAR EQUADOR, LITORAL 300°C - 600°C -40 LINHA DA ÁGUA METEÓRICA D H2O (per mil) H2O de formação -80 FLUIDOS METAMÓRFICOS FLUIDOS MAGMÁTICOS -120 PÓLO, INTERIOR DE CONTINENTE -160 -20 -10 0 +10 +20 +30 18 O H2O ( per mil) (adaptado de Guilbert & Park, 1986)

  13. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA DE FLUIDOS NA CROSTA TERRESTRE: EVOLUÇÃO ISOTÓPICA DE ÁGUAS METEÓRICAS

  14. COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA DE FLUIDOS HIDROTERMAIS 0 UNICAMP VMS Au orogenético -40 MWL MET M D H2O (per mil) -80 Cu-Mo-Au tipo pórfiro Au Epitermal Au Orogenético -120 -160 -20 -10 0 +10 +20 +30 18 O H2O ( per mil)

  15. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) FONTE DE FLUIDOS: C

  16. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) FONTE DE FLUIDOS: S

  17. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) APLICAÇÕES:GEOTERMOMETRIA Conhecimento da variação do fator de fracionamento isotópico (103ln) com a temperatura entre duas ou mais fases minerais e/ou fases fluidas. Fracionamento isotópico significativo entre as fases, o que resulta em curva 103 ln versus T pronunciada. Evidência que as fases minerais formaram-se contemporaneamente e em equilíbrio isotópico; este equilíbrio deve ser preservado durante o resfriamento do sistema ou na ação de eventos posteriores

  18. UNICAMP Geologia Econômica (GE-803) CURVAS DE FRACIONAMENTO ISOTÓPICO (3) Qtz-H2O= 3,34(106/T2) – 3,31 (4) cal-H2O= 2,78(106/T2) – 2,89 (4) pirita-H2S= 0,40(106/T2) (9) galena-H2S= -0,63(106/T2)

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