Hoje irei falar sobre as ferramentas e alguns conceitos por trás da pesquisa e exploração mineral. Vamos ver sobre várias técnicas usadas na exploração mineral, que vão desde as mais simples às mais complicadas de uma forma bem simples e de fácil entendimento.
Você provavelmente já viu ou leu notícias sobre empresas que fizeram novas descobertas de depósitos minerais e neste artigo tentaremos nos aprofundar neste tópico e como estas descobertas acontecem.
Um Jogo de Probabilidades
Antes de mais nada, é preciso entender que a pesquisa e exploração mineral é um jogo de probabilidades. Aproximadamente a cada mil prospectos(áreas pré-definidas), uma centena deles podem ser promissores e acabam se tornando alvos, dez deles se tornam projetos onde se realizam estudos detalhados de viabilidade econômica, e ao final de tudo isso, teremos apenas uma mina em operação.
A probabilidade de um alvo se tornar uma mina é em média de 1,1%.
Definitivamente existe um longo caminho a percorrer para se chegar até a implantação de uma mina.
Ferramentas de Pesquisa Exploração Mineral
Podemos começar fazendo um pequeno resumo de todo este caminho a ser percorrido na pesquisa e exploração mineral.
Antes de tudo, deve-se, obviamente, escolher uma área de interesse em que, possivelmente, contenha um depósito mineral. A escolha do local, geralmente é feita através de avaliações de dados geológicos, geoquímicos, geofísicos e diversos relatórios e estudos disponíveis publicamente.
Após a escolha da área e a devida solicitação de autorização de pesquisa junto ao órgão federal (Agência Nacional de Mineração – ANM), inicia-se o mapeamento geológico da área, onde um geólogo irá precisar, basicamente, de um par de botas, martelo, bússola, caderneta e um gps para estudar as rochas e o solo da área selecionada.
Com o mapeamento geológico é possível definir alvos em potencial, locais que podem ocorrer concentrações anômalas de determinado mineral, e então podemos começar a utilizar métodos de exploração com tecnologia de ponta para confirmar nossas suspeitas, um deles é a geofísica.
De forma geral, a geofísica busca usar a ciência para descobrir, indiretamente, quais rochas existem em profundidade através das propriedades físicas dos minerais. Estas propriedades podem ser elétricas, magnéticas, radioativas e gravitacionais.
Falarei também sobre a geoquímica. Com ela, coleta-se amostras de solo e rocha para realização de diversas análises químicas e estatísticas, procurando informações que nos digam onde existem quantidades anômalas de certos minerais.
Além disso, também podemos realizar coisas mais simples como, a abertura de trincheiras e poços de pesquisa. Para isso, basta usar uma escavadeira para abrir uma vala no solo e fazer com que as rochas escondidas possam ser expostas para serem estudadas.
Falarei também sobre a sondagem e alguns dos seus tipos e, finalmente, sobre a análise de tudo isso.
A pesquisa e exploração mineral é um processo repetitivo. Faz-se um pouco de pesquisa, obtemos um alvo para ser sondado, cria-se um conceito de como o corpo mineral foi constituído e, com a análise dos resultados obtidos, retorna-se ao estágio inicial e faz tudo de novo e de novo.
Mapeamento Geológico e Estrutural
Na pesquisa e exploração mineral, tudo começa com o mapeamento geológico. É aqui que se realizam os primeiros reconhecimentos de campo. Nesta etapa o geólogo irá mapear os principais tipos de rochas, suas características e como elas se comportam.
Algumas das coisas que procura-se entender no mapeamento geológico, além da interpretação da geologia local, é a geometria apresentada pelas rochas.
A direção (strike) e o mergulho (dip) que as camadas das rochas possuem, podem nos dar uma boa dica de como deve estar se comportando uma zona mineralizada.
De posse de todas essas informações, o geólogo consegue definir a direção e a inclinação de um furo de sondagem, de modo que o mesmo, “corte” perpendicularmente uma zona mineralizada e assim descobrir como ela se comporta em profundidade.
Com um furo de sondagem cortando perpendicularmente uma zona mineralizada, podemos definir qual a sua espessura, além de saber como se comportam as rochas encaixantes que estão situadas abaixo (footwal) e acima (hanging wall) da zona mineralizada.
Durante o mapeamento geológico, é muito importante, também, destacar e caracterizar as fraturas, falhas e dobras existentes.
As fraturas apresentam estruturas que podem se tornar um problema sério no futuro ou pode até ser uma peça importante para compreender o processo de formação de determinado depósito mineral.
Além disso, algumas vezes, ocorre um processo de compressão na história geológica das rochas, sejam elas sedimentares ou formadas por deposição vulcânica. As rochas podem apresentar dobras, ou seja, suas camadas são dobradas umas sobre as outras. Nessa situação, é muito importante entender se a formação do depósito ocorreu antes, durante ou após esse processo.
Vimos que o mapeamento geológico não serve somente e exclusivamente para descobrir uma zona mineralizada e como ela se comporta, mas também para encontrar potenciais problemas estruturais que podem afetar e inviabilizar completamente o projeto de uma futura mina.
Geofísica na Exploração Mineral
Como dito anteriormente, na pesquisa e exploração mineral a geofísica busca usar a ciência para descobrir indiretamente o que está situado abaixo da superfície através das propriedades físicas dos minerais.
Entre algumas das técnicas geofísica mais usadas na exploração mineral temos o método magnético (magnetometria). Existem as opções de magnetometria aérea e terrestre, ambas sendo ótimas ferramentas de investigação.
Alguns depósitos contém minerais com forte susceptibilidade magnética e apresentam uma assinatura magnética bastante nítida, como o minério de ferro por exemplo, e podem ser facilmente delimitados com essa técnica.
Também é usual o método gravimétrico (gravimetria), novamente de forma aérea ou terrestre. Essa técnica mede variações locais no valor do campo gravitacional (gravidade) da terra gerado pela diferença das densidades das rochas. Quanto mais densa for a rocha, maior será o valor do campo gravitacional.
Usa-se também o método radiométrico (gamaespectrometria). Este método geofísico mede as radiações eletromagnéticas emitidas por alguns elementos. Basicamente, ele identifica minerais medindo a intensidade de radiação emitida pelos elementos U, K e Th encontrados nas rochas.
A seguir, temos os métodos elétricos, destaco aqui um dos mais utilizados na pesquisa e exploração de sulfetos metálicos, a Polarização Induzida (IP). Este método consiste basicamente na injeção de uma carga elétrica no solo, e as rochas que contém sulfetos, irão atuar como uma bateria. Após a interrupção da carga elétrica, as rochas com sulfetos, que tem a capacidade de armazenar eletricidade, tendem a permanecerem carregadas eletricamente por um pequeno intervalo de tempo, e esse intervalo pode ser detectado e medido.
Isso ajuda a determinar a localização em profundidade de uma possível concentração de sulfetos metálicos, servindo como um guia para um bom local de sondagem.
O uso do método sísmico (sísmica) é mais presente no setor de exploração de petróleo e gás, mas em algumas situações também é usado na exploração mineral. Como sabemos, as rochas têm diferentes graus de elasticidades e densidade, este método utiliza esta característica das rochas para medir a velocidade de propagação de ondas sísmicas nas mesmas, identificando diferentes tipos de rochas.
Todos esses métodos geofísicos são baseados em física e matemática. Através deles conseguimos obter mapas muito bem detalhados de uma possível concentração mineral em profundidade. Os dados coletados são processados por meio de softwares especializados e sua interpretação é extremamente difícil, mas são ferramentas muito comuns na exploração mineral.
Geoquímica
A geoquímica é um pouco mais direta em seu conceito durante a pesquisa e exploração mineral. Ela nos serve para determinar a abundância dos elementos no solo e identificar um padrão de distribuição destes elementos utilizando estatística, a fim de considerar a possibilidade de um depósito mineral naquela área.
Na prática, consiste em projetarmos uma “malha” sobre a área de interesse para a coleta sistemática de amostras de solo ou rocha. Essas amostras são encaminhadas para que seja feita análises químicas para diversos elementos. Cruzando os resultados destas análises através de ferramentas estatísticas, podemos descobrir quais desses elementos se relacionam entre si.
Por exemplo, se estamos à procura de ouro, e encontramos na superfície elementos que se relacionam com ele, há uma boa chance de o encontrarmos em níveis subterrâneos.
A geoquímica sempre foi uma ferramenta muito comum e muito utilizada na exploração mineral.
Trincheiras e Poços de pesquisa
Além de todos os métodos descritos acima para identificação de depósitos minerais na pesquisa e exploração mineral, também podemos abrir poços de pesquisa ou trincheiras e expor a rocha, coberta pelo solo, de forma artificial e assim, retirar amostras e efetuar estudos diretamente na rocha em subsuperfície.
Com os poços de pesquisa ou trincheiras podemos estudar, diretamente no subsolo, os tipos de rochas existentes e como elas se comportam (strike, dip, dobras, fraturas, estratificação, etc), realizar amostragens, etc.
Uma das limitações desta técnica é a profundidade. Raramente, devido questões de segurança, os poços e trincheiras ultrapassam os 3 metros de profundidade.
Sondagem na Exploração Mineral
Após todos estes estudos, finalmente estaremos prontos para sondagem na etapa de pesquisa e exploração mineral.
Sabemos que a cobertura (solo) pode esconder aquilo que estamos procurando. Podemos usar os poços e trincheiras para expor as rochas, mas ficamos limitados pela profundidade. Para resolver esse problema, temos a sondagem.
Existe uma grande variedade de técnicas de sondagem na exploração mineral.
Começaremos com a sondagem a percussão, que nada mais é que a utilização da queda livre de um peso sobre um conjunto de ferramentas que corta cada uma das camadas de rochas interpostas. Esse peso desfere golpes ritmados contra o fundo do poço de sondagem cortando a rocha em fragmentos.
Essa é uma forma bastante simples, rápida e barata de conseguir uma amostra abaixo da “cobertura”. Infelizmente existem algumas desvantagens desta técnica:
- Baixo rendimento em rochas mais duras e profundas;
- Recolhe apenas fragmentos de rocha;
- Maior probabilidade de contaminação das amostras e;
- Impossibilidade de perfuração inclinada.
Já na sondagem rotativa diamantada, a técnica mais utilizada e conhecida na pesquisa e exploração mineral, a amostra da rocha é extraída, na maioria dos casos, de forma íntegra e contínua em forma cilíndrica. Na prática, a rocha é “cortada” por uma broca de forma cilíndrica com uma abertura que permite que o testemunho (amostra de rocha) seja recolhido no interior de uma haste cilíndrica, e isto permite que a amostra seja recuperada de forma integral e contínua, mesmo em grandes profundidades.
As melhores vantagens desta técnica de sondagem é a possibilidade de perfurações com diferentes ângulos de inclinação, que garantem uma maior mobilidade, além de atingir grandes profundidades de perfuração se comparada com os demais tipos de sondagem .
É possível perfurar até mais de 1000 metros de profundidade com a sondagem rotativa diamantada, trazendo ótimos resultados. Entretanto é uma técnica extremamente cara, ultrapassando facilmente 300 reais por metro perfurado.
Também temos a sondagem de circulação reversa, onde utiliza-se ar comprimido para carregar fragmentos da rocha em profundidade através de um tubo duplo até a superfície. Um compressor força o ar para baixo através de uma tubulação externa. O ar circula de volta para a superfície através da tubulação interna transportando fragmentos de rocha que são recuperados na superfície.
Dentre as desvantagens deste processo, destaca-se que ele dá apenas fragmentos da rocha existente em profundidade, o que dificulta a compreensão da estrutura do depósito.
Uma das suas vantagens principais é o custo baixo e a rapidez na perfuração.
Descrição e Análise Química de Testemunhos de Sondagem
Assim que extraído, o testemunho de sondagem é lavado, colocado em caixas e a profundidade de coleta da amostra é registrada.
Após isso o geólogo deverá efetuar a descrição geológica do furo extraindo todas as informações possíveis (litologias, mineralogia, contatos, alterações, fraturas, veios, etc). Com a descrição geológica somada ao mapeamento geológico e demais dados, é possível entender como um depósito mineral se comporta em profundidade e como ele se formou.
Devemos lembrar que para se obter essas amostras, paga-se um preço de aproximadamente R$ 300,00 por metro, logo, devemos nos certificar de retirar toda a informação disponível nelas.
Com a descrição geológica, o geólogo pode definir os intervalos de rocha a serem amostrados e que serão enviados ao laboratório para análise química.
O testemunho é serrado ao meio e então, metade dele é enviado ao laboratório para análise química. A outra metade ficará arquivado em grandes galpões de testemunhos de sondagem para uma possível análise posterior desses mesmos intervalos.
Com a análise química das amostras poderemos verificar quais elementos e substâncias estão presentes e em que quantidades ou proporções (teor).
O resultado das análises de amostras de vários furos de sondagem, nos dará uma direção se aquele depósito mineral é economicamente viável ou não.
Existem vários métodos de análise químicas utilizado na pesquisa e exploração mineral e, o conhecimento de qual método é o mais indicado para determinado depósito mineral, irá influenciar diretamente na qualidade final dos dados obtidos.
É comum os laboratórios de análises químicas auxiliarem as empresas na definição do melhor método de análise que atenda as necessidades de cada projeto.
Em conjunto com todas as ferramentas na exploração mineral, usamos um programa rígido de controle de garantia e qualidade dos dados, o qual chamamos de Controle de Garantia e Controle de Qualidade (QA/QC).
O QA/QC constitui-se de um processo contínuo de controle e checagem de dados onde, de maneira prática, são usadas ferramentas que garantem a qualidade de todos os dados do projeto.
Essas ferramentas incluem desde a criação de procedimentos operacionais padrões para todas as atividades realizadas durante a exploração mineral, passando pela inserção de amostras com teores conhecidos(padrões) em meio as amostras enviadas para análises químicas, até a validação do banco de dados de um projeto.
Todas estes processos e ferramentas ajudam a evitar fraudes sobre os reais resultados e teores de determinado depósito mineral.
Análise e Classificação do Depósito
Por que devemos ter um conceito? Por que devemos saber como aquele depósito mineral foi parar onde está? Por que não podemos ficar satisfeitos em simplesmente saber que eles estão lá?
Bom, ao analisar, entender e conhecer o tipo de depósito com que estamos lidando, isso pode nos ajudar na pesquisa e exploração mineral de outro depósito com características semelhantes.
Financiamento da Exploração Mineral
O financiamento da exploração mineral é um subsetor da indústria que trabalha em um regime de “altas” e “baixas”.
Como em qualquer outro setor, quando os preços da commodities estão altos e há muita expectativa positiva, surge muito dinheiro para realizar a exploração mineral. Campanhas de sondagens serão feitas em locais onde, em tempos normais, jamais seriam realizadas.
Agora quando a indústria está em baixa e os preços não estão atrativos, não há dinheiro para exploração.E o setor é o primeiro a sofrer cortes.
Ao mesmo tempo em que mineramos, há uma necessidade de repor as reservas com novas descobertas e, infelizmente, isso não é feito de forma sistemática.
Quando os preços estão altos, várias empresas saem à procura de novos depósitos minerais, quando os preços baixam, essa atividade cessa. Com os preços em alta, tudo recomeça, às vezes pela mesma empresa, às vezes por empresas diferentes.
O setor de pesquisa e exploração mineral é extremamente volátil, entretanto movimenta anualmente cerca de US$5 bilhões de dólares. O Brasil, devido a sua riqueza geológica e mineral, tem se mantido entre os dez maiores captadores destes investimentos.
A pesquisa e exploração mineral é essencial para a descoberta de novos depósitos minerais, pois são eles que alimentam crescentes demandas da sociedade.
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