Caracterização mineralógica das argilas presentes no perfil regolítico dos depósitos supergênicos de ETR Soberbo e Capão do Mel (Sistema Caldeira)

Abstract

No atual cenário mundial de transição para fontes energéticas mais limpas, os Elementos Terras Raras (ETR) se tornaram metais importantes no desenvolvimento de tecnologias e produção de equipamentos de baixa emissão de CO₂. Nesse cenário, o Brasil é apontado como um futuro fornecedor global importante de metais do grupo dos ETR, dado seu potencial para a presença de depósitos supergênicos de ETR, nos quais os metais estão adsorvidos nas argilas iônicas do perfil de alteração (Ion Adsorption-type REE deposits). Depósitos desse tipo apresentam teores relativamente mais baixos do que os depósitos em rocha sã, contudo seu processo de extração é mais simples e mais barato, o que o torna economicamente interessante, além de ser a principal fonte de elementos terras raras pesados, utilizados na produção de imãs e baterias. Dentre as maiores reservas do país, estão os depósitos supergênicos associados ao Complexo Alcalino de Poços de Caldas (CAPC), em Minas Gerais, foco de estudos deste trabalho. O CAPC conta com uma caldeira (~78 Ma) de estrutura circular, caracterizada principalmente por rochas sieníticas, e por um perfil regolítico que pode chegar a mais de 100 m de espessura em locais, onde os corpos de minério com teores econômicos de ETR podem ocorrer. Contudo, pouco se conhece sobre a geologia destes depósitos do sistema Caldeira, principalmente acerca dos fatores que controlam a formação do depósito. Acredita-se que um dos principais fatores de controle seja a mineralogia dos regolitos, pois os minerais presentes neles determinam a capacidade de adsorção de ETR⁺, resultando em concentrações econômicas desses metais. Desta forma, o presente trabalho teve o objetivo de investigar a mineralogia do perfil regolítico em dois depósitos do Sistema Caldeira (Capão do Mel e Soberbo). Para esse estudo foram selecionadas amostras de furos de sondagem rotativa diamantados para análise de difração de raios-X e correlação com a geoquímica. A interpretação dos difratogramas forneceu a composição mineralógica ao longo de cada furo analisado e uma correlação geral entre os furos e alvos. Os dados mostram que a mineralogia geral se mantém constante nos furos analisados, apresentando diferenças principalmente relacionadas ao tipo de argilomineral presente. A predominância de argilas expansivas/interestratificadas sugerem influência hidrotermal, enquanto a presença de halloysita parece mais relacionada à alteração intempérica.

In the current global context of transitioning to cleaner energy sources, Rare Earth Elements (REEs) have become critical metals for the development of technologies and the production of low CO₂ emission equipment. In this scenario, Brazil is seen as a key future global supplier of REE metals, given its potential for supergene REE deposits, where the metals are adsorbed in the ionic clays of the weathering profile (Ion Adsorption-type REE deposits). Although these deposits have relatively lower grades compared to primary rock deposits, their extraction process is simpler and more cost-effective, making them economically attractive. Additionally, they are the primary source of heavy rare earth elements, which are used in the production of magnets and batteries. Among the largest reserves in the country are the supergene deposits associated with the Poços de Caldas Alkaline Complex (PCAC) in Minas Gerais, which is the focus of this study. The PCAC features a circular (~78 Ma) caldera primarily composed of syenitic rocks, and a weathering profile that can exceed 100 meters in thickness in some areas, where ore bodies with economic concentrations of REEs may occur. However, little is known about the geology of these deposits within the caldera system, particularly regarding the factors that control their formation. It is believed that one of the main controlling factors is the mineralogy of the weathering profile, as the minerals present determine the adsorption capacity of REE ions, leading to economic concentrations of these metals. The aim of this study was to investigate the mineralogy of the weathering profile in two deposits within the Caldera System (Capão do Mel and Soberbo). For this, diamond-drilled core samples from rotary drilling were selected for X-ray diffraction analysis and correlation with geochemistry. The interpretation of the diffractograms provided the mineralogical composition along each analysed core and a general correlation between cores and targets. The data show that the overall mineralogy remains consistent across the analysed cores, with differences mainly related to the type of clay mineral present. The predominance of expansive/interstratified clays suggests a hydrothermal influence, while the presence of halloysite appears more related to weathering processes.