Caracterização mineralógica, geoquímica e potencial econômico de ocorrências de terras raras do Maciço Granítico Mocambo, Goiás

Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2016.O Maciço Granítico Mocambo (MGM) é um granito do tipo A localizado na região nordeste do Estado de Goiás, próximo à cidade de Monte Alegre de Goiás. Este maciço faz parte da Suíte Pedra Branca e está incluído na Província Estanífera de Goiás: uma série de granitos conhecidos por apresentarem, em comum, mineralizações de Sn e enriquecimento em elementos terras raras (ETR). Este trabalho aborda as formas de ocorrência dos ETR no MGM, tanto na rocha parental como em greisen, saprolito e solo, com ênfase para os ETR adosrvidos em argilominerais e todo o processo do transporte e fracionamento destes elementos da rocha sã até a adsorção. O objetivo do trabalho foi correlacionar o conteúdo de ETR na rocha parental, saprolito e solo, com as formas em que estes se encontram em cada tipo de amostra. Para isto coletaram-se amostra de rocha, saprolito e solo, lâminas delgadas foram feitas e analisadas em microssonda eletrônica, análises de difração de raios X foram efetuadas nas amostras de solo, e análises geoquímicas foram efetuadas nas amostras. Amostras de argila foram separadas a partir de amostras de solo e extrairam-se os íons trocáveis destas amostras de solo e de argila a partir de uma solução de [(NH4)2SO4]. Os resultados mostraram um enriquecimento dos solos em ETR, com exceção do Ce, especificamente de íons trocáveis em argilominerais, principalmente caulinita e ilita, descritos nos difratogramas de raios X. A oxidação do Ce+3 para Ce+4 na superfície faz com que este elemento provavelmente forme óxidos e assim apresente menor quantidade de íons trocáveis. A presença de grãos de cerianita em uma amostra de solo superficial demonstra o comportamento do Ce dentro do perfil, tendo em vista que neste mineral o Ce encontra-se na forma 4+. Observou-se que dentro de um perfil de solo o horizonte A apresenta enriquecimento em ETRL em relação aos pesados, com anomalia positiva de Ce, e os horizontes B e C possuem enriquecimento em ETRP e anomalia negativa de Ce. As observações em lâmina delgada e as análises de microssonda eletrônica revelaram a presença de minerais portadores de ETR: allanita e fergusonita, além de zircão e apatita ricos em ETR, como minerais primários, e xenotima, bastnaesita, torita, monazita e hingganita como minerais secundários. Fergusonita e hingganita foram descritas neste maciço pela primeira vez. Conclui-se que o MGM apresenta enriquecimento geral em ETR, com destaque para os horizontes B e C do perfil de solo que concentram relativamente mais ETR pesados sendo, portanto, uma ocorrência importante destes elementos, com potencial para hospedar depósito de ETR do tipo adsorção iônica.The Mocambo Granitic Massif (MGM) is an A-type granite located in the northeastern part of Goiás State, near the city of Monte Alegre de Goiás. It belongs to the Pedra Branca Suite, which is itself part of the Goiás Tin Province, a group of stanniferous granites that exhibit similar geochemical features, including greater or lesser degrees of REEs enrichment. The parent rock in the MGM is a coarse porphyritic pink biotite granite. Thin section observations coupled with electron microprobe analyses revealed the presence of several REE-bearing minerals: allanite, fergusonite, zircon and apatite as accessory minerals, and xenotime, bastinäsite, thorite, monazite and hingganite as secondary minerals. Fergusonite and hingganite were identified in this massif for the first time. This work investigated the forms of occurrence of REEs in the MGM, in the parent rock, as well as in greisen, saprolite and soil, with emphasis placed on the REEs adsorbed on clay minerals, and the entire process of transport and fractionation of these elements from the fresh rock until adsorption. The objective of this work was to correlate the REEs contents of the parent rock, saprolite and soil with the forms of these elements found in each kind of sample. Therefore, rock, saprolite and soil samples were collected, and thin sections were made and analyzed using an electron microprobe, X-ray diffraction, and whole-rock analyses. Clay fractions were separated from the saprolite and soil samples, and exchangeable ions were extracted by ammonium sulfate [(NH4)2SO4]. The results showed an enrichment of REEs (with the exception of Ce) in soils, especially in the clay fraction. Moreover results suggest that these elements are mostly adsorbed on clay minerals, mostly kaolinite and illite, which were identified in the X-ray patterns. The oxidation of Ce3+ to Ce4+ on surfaces and the probable formation of Ce oxides cause this element to present a smaller quantity of exchangeable ions. The presence of cerianite grains in one superficial soil sample shows that Ce is found in the +4 state in this mineral in the soil profile. Within soil profiles, the A horizons are enriched in light rare earth elements (LREEs) compared to the heavy rare earth elements (HREEs), and displays a positive Ce anomaly, whereas, the B and C horizons display HREEs enrichment and mostly negative Ce anomalies. The MGM displays substantial enrichment in REEs, and the HREEs concentrations in the B and C soil horizons in particular, represent a potential target for an ion-adsorption type REEs deposit