Qualidade dos dados em prospecção geoquímica

No Brasil, a responsabilidade pela coleta de amostras de prospecção geoquímica, principalmente as de sedimentos fluviais, é delegada a pessoal com pouca experiência e até mesmo a prospectores superficialmente treinados. Em alguns países, essa tarefa é desempenhada pelos geólogos do projeto, tal é a importância que é dado a esse trabalho.

Em qualquer circunstância, o geólogo responsável por um projeto de prospecção mineral, deve assumir uma função de fiscalização e treinamento constantes de suas equipes, em especial e principalmente quando se trata da coleta de amostras de sedimentos fluviais, que eu considero as mais importantes do processo de prospecção geoquímica. A questão fica ainda mais crítica quando o serviço de coleta de amostras é "terceirizado" e entregue a uma empresa contratada.

É necessário ter sempre em mente que uma amostra de sedimentos fluviais representa uma bacia e não o local de coleta. Desse modo, uma amostra de sedimentos fluviais adquire uma importância individual muito grande, pois dentro de apenas uma bacia hidrográfica - mesmo que seja uma micro bacia - pode existir um depósito mineral. Dependendo da qualidade dos dados produzidos, o depósito pode ser identificado ou não. Por outro lado, uma anomalia geoquímica pode ser produzida pela soma dos erros amostrais, analíticos e aleatórios, induzindo ao erro da presença de um alvo exploratório inexistente, ou seja um falso positivo.

Fica assim claríssima a necessidade do investimento nos procedimentos de controle de qualidade nos projetos de prospecção geoquímica, que passam obrigatoriamente por três ítens básicos:

(1) controle do desempenho do laboratório ao longo do tempo - monitorado por séries de amostras padrão;

(2) controle dos procedimentos de coleta de amostras - avaliado por pares de amostras originais e replicatas;

(3) controle dos procedimentos de precisão analítica - avaliado por pares de amostras originais e duplicatas.

Não importa se o laboratório contratado  é de qualidade reconhecida e certificado internacionalmente - é necessário fiscalizar seu desempenho ao longo do tempo. Não importa se o seu amostrador é de confiança - é necessário monitorar seus procedimentos constantemente

Os erros que acontecem num banco de dados de prospecção geoquímica são o resultado do somatório de erros amostrais, analiticos e aleatórios. Se em cada amostra tivermos uma imprecisão de 15% em cada termo dessa equação, imagine a dimensão do erro final.

Por esse mnotivo eu insisto: o controle da qualidade deve ser uma busca diária e constante.

Troca de dados por taxas

Recebi de um colega uma idéia de redução do montante das taxas pagas pelas empresas ao DNPM pela troca com os dados de exploração.

Após utilizados em benefício de seus projetos, as empresas poderiam entregar seus bancos de dados geoquímicos, geofísicos e de sondagens que passariam a integrar um grande banco de dados nacional.

Esses dados sofreriam uma rígida crítica quanto a posicionamento e veracidade (mediante a apresentação dos boletins analíticos e dos resultados originais dos levantamentos e sondagens emitidos pelas empresas prestadoras de serviços) e teriam um formato pré estabelecido para serem agregados a esse grande banco de dados nacional.

Assim, na medida em que uma área já pesquisada e abandonada pelo detentor, despertasse atenção de outro interessado, os dados produzidos e arquivados serviriam de referência inicial para os novos trabalhos.

Esses dados seriam avaliados com base no valor de mercado, que seria creditado numa conta da empresa produzindo uma redução significativa das taxas e tributos relativos à manutenção de áreas para pesquisa mineral.

Me pareceu uma excelente idéia para todos os atores envolvidos.

Curso de Tratamento de Dados

Passei a semana de 18 a 22 de outubro em Belo Horizonte, ministrando um curso patrocinado pela ADIMB - Agência Para o Desenvolvimento da Indústria Mineral Brasileira, para 24 geólogos e técnicos de empresas privadas de grande médio e pequeno porte e orgãos estatais. Tentei equilibrar as aulas expositivas com as aulas práticas, de forma a dar uma visão geral sobre técnicas de tratamento e representação gráfica de dados de exploração geoquímica e também técnicas de controle de qualidade. Considero que houve uma boa troca de experiências. Pelo menos eu aprendi bastante com as questões práticas e problemas de campo apresentados e discutidos pelos alunos.

Re-encontrei  um colega, hoje gerente de exploração de uma empresa privada, que me prometeu recuperar informações e resultados sobre o uso de termiteiros em exploração geoquímica  para postar aqui nesse blog. Vamos aguardar por esse material pois são experiências enriquecedoras e pouco divulgadas.

Olha o Centro-Oeste aí, minha gente !

A propósito de técnicas não convencionais de exploração geoquímica, encontrei um resumo interessante sobre a utilização de amostragem de termiteiros para exploração de ouro na África Ocidental. O primeiro autor, Claude Roquin foi meu orientador no estágio que fiz em 1992 no Centro de Geoquimica da Superfície na Universidade Louis Pasteur em Strasbourg. Seus co-autores são todos "da pesada": Ph. Freyssinet, A. Novikoff e Y.Tardy. Foi publicado no Boletim do BRGM que reportou os principais resultados científicos e tecnológicos do BRGM em 1990-1991. Aqui vai um pequeno resumo de "Géochimie des termitières et des sols sur cuirasse: application à la prospection géochimique de l'or en Afrique de l'Ouest".

Na Africa Ocidental, os termiteiros são muito frequentes e estudos recentes mostram que eles desempenham um papel importante na pedogênese dos perfis lateríticos. Os termiteiros que sobressaem do solo, são geralmente construidos a partir de materiais argilosos, siltosos ou arenosos finos, recolhidos em profundidade e trazidos à superfície. Nos platôs com couraças lateríticas, a fonte principal de material fino se encontra a vários metros de profundidade, abaixo da couraça, na região do saprolito. Os termiteiros são erodidos, seu material é lixiviado nas estações chuvosas, transportado e redepositado nas depressões da topografia. O processo de dispersão mecânica e o de formação de solos argilo-siltosos foram postos em evidência no estudo comparativo com materiais diferentes (saprolito e solos de termiteiros) na região de kangaba, Mali.

Esse modelo de dispersão em ambiente laterítico foi estudado nas vizinhanças de uma mineralização aurífera, com o objetivo de testar a representatividade da composição química dos termiteiros, assim como a sua viabilidade de uso no conjunto de técnicas de prospecção geoquimica em ambiente de couraças lateríticas.

Os termiteiros foram amostrados em uma área de 1 km2, em malha de 100 x 50 m, que se superpôs a uma campanha precedente de prospecção geoquímica de solos e couraças. Dois tipos de termiteiros foram identificados:

(a) grandes termiteiros conicos (> 1 m de altura) chamados de termiteiros catedral, mais frequentes nas zonas florestadas e correspondendo ao gênero Macrotermes

(Foto de http://apis.saclay.inria.fr/twiki/bin/view/Apis/Termites)

 (b) os termiteiros cogumelos, mais comumente atribuídos ao gênero Cubitermes.

(Imagem de  http://www.animalpicturesarchive.com/ArchOLD-2/1108831545.jpg)

A comparação dos dois tipos de termiteiros mostra um teor de C orgânico mais importante nos do gênero Cubitermes, o que se traduz igualmente em teores de P2O5 mais elevados. A posição geomorfológica constitui, da mesma forma, um fator de diferenciação: os termiteiros amostrados nas porções elevadas dos platôs, são mais ricos em caulinita (55%) e em óxidos de ferro (10%) e empobrecidas em quartzo (35%) em comparação com os terrmiteiros situados nas zonas argilo-siltosas das depressões (caolinita = 20%, óxidos de ferro = 3%, quartzo = 75%). Esse fenômeno se observa nas cartas geoquímicas, de um gradiente de composição química dos termiteiros relacionado com a altitude e a geomorfologia. Uma grande quantidade de elementos traço está associada à caolinita e óxidos de ferro (K, Ba, Cr, V, As, Cu, P, Sr, Zn, Mn) variando ao contrario do quartzo e Zr. Outros elementos  (Ti, Co, Y, Nb e Ce) são independentes e se enriquecem nas zonas de incisão da couraça.

A comparação das imagens geoquímicas obtidas a partir das amostras de termiteiros e de solos, mostram que o corpo mineralizado sob a couraça fica melhor caracterizado pelos teores anômalos de Au e As nos termiteiros quando comparados com os da couraça. Outros elementos (B, K, Ba, Sr, Cd, Pb, Cu) também mostram anomalias nos termiteiros ao redor da mineralização. O halo de dispersão é mais amplo e melhor contrastado nos termiteiros comparados com as couraças. Os teores de Au são mais regulares mostrando também uma redução do efeito pepita.

Eu gostaria muito de postar um  relato com a experiência de algum leitor sobre esse tema.

Livros ...

É ainda possível chorar sobre as páginas de um livro, mas não se pode derramar lágrimas sobre um disco rígido.

José Saramago (1922 - 2010)

Prospecção hidrogeoquímica no século XVI

Vannoccio Vincenzio Austino Luca Biringuccio nasceu em Siena em 1480 e faleceu em Roma em 1539. Era apadrinhado da familia burguesa Petrucci de Siena. Ainda jovem, viajou pelos territórios que 250 anos depois seriam a Itália e a Alemanha, e visitou as fundições de latão e bronze de Milão. Ao retornar, foi enviado por Pandolfo Petrucci para dirigir as minas de ferro de Boccheggiano na Toscana. Na revolta popular ocorrida em Siena em  1515, Biringuccio e o ourives Francesco Castori foram acusados de alterar a composição da liga das moedas. Fugiu para Nápoles para não ser preso. Com a interferência do Papa Clemente VII, conseguiu retornar a Siena, onde recebeu o monopólio de produção do sal petrae (KNO3), nitrato natural usado na fabricação de pólvora e na metalurgia. Muitos anos e algumas batalhas depois, em 1536 ele tornou-se o superintendente da fundição e diretor das munições do Papa Paulo III.

No livro De la Pirotechnia,  que é considerado o primeiro manual da metalurgia e fundição ocidental, e que foi publicado em 1540, após sua morte, ele resumiu todo o seu conhecimento prático e teórico. Mas como cabe a todo "cara" genial, além de preocupar com o beneficiamento dos metais ele detalhou no "Prefácio ao Primeiro Livro" a forma de ocorrência dos minérios e algumas técnicas para encontrá-los. Esse texto com 13 páginas, denominado "Quanto a localização dos minérios" contém preciosidades, algumas delas estão abaixo (numa tradução livre) : 

 "(...) segundo bons pesquisadores, minérios são encontrados em muitas partes do mundo. Geralmente eles se mostram como as veias de sangue no corpo dos animais, ou os ramos das árvores que se espalham em todas as direções. Na verdade, pesquisadores cuidadosos dos minerais, desejando fazer uma analogia, de como os minérios se localizam nas montanhas, desenham uma grande árvore com muitos galhos, plantada na base da montanha. Do tronco se estendem diversos ramos, uns finos outros grossos, exatamente como nas árvores de uma floresta. Eles pensam que eles crescem e aumentam continuamente em direção ao céu, convertendo à sua natureza todos os materiais vizinhos e inúteis, de forma que finalmente as pontas chegam ao cume da montanha e emergem com claros sinais, e ao invés de folhas e flores, emanam  fumosidades azuis e verdes, marcassitas com pequenos veios de minerais pesados ou outras composições e tinturas." 

"(...) você procurará nas vertentes dos vales, nos pedaços quebrados de rochas, nas cristas e nos picos das montanhas e também nos leitos e cursos dos rios; e olhando nas suas areias ou entre as ruinas dos diques e valos, onde geralmente aparecem as marcassitas ou pequenos fragmentos de minérios ou outras tinturas metálicas, facilmente você terá indicações a partir dessas coisas que certamente existirá minério nesses locais. Exatamente onde ele está, deverá ser definido pela cuidadosa observação das escavações à medida que elas forem sendo abertas."

"(...) Existem alguns que consideram como um bom sinal, certos resíduos que as águas deixam onde estão paradas ou depois de terem repousado por alguns dias; frequentemente aquecidas pelos raios do sol, algumas partes desses resíduos mostram diversas tintas de substâncias metálicas. Há outros que colhem essa água e provocam sua evaporação ou a secam totalmente por aquecimento em um vaso de cerâmica, vidro ou outro material, e então testam o material terroso que restou no fundo, pelo sabor, por simples análise de fusão, ou por outro modo que lhes agrade. Desse modo (muito embora  não tenham uma prova exata) eles tem um conhecimento aproximado da coisa."

Meus caros, estamos falando de século XVI ! Me impressiona nessas descrições, o conhecimento dos processos de migração e dispersão de metais dissolvidos nas águas superficiais e subterrâneas e que as técnicas de prospecção hidrogeoquímica já eram usadas com freqüência e até com certa sofisticação analítica. Daí para a espectrometria de massa por plasma induzido "foi um pulinho" !

O meu exemplar do De La Pirotechnia, é uma tradução de Cyril Smith e Martha Gnudi, edição de 1942 da Basic Books, Inc. tem 477 páginas e foi comprado na Amazon.com pela "fortuna" de US$ 16,50

Mercado de trabalho

Recebi uma mensagem de uma estudante de geologia perguntando sobre mercado de trabalho relacionado com geoquímica, qual dos campos de especialidade da geoquímica favorece a realização de trabalhos de campo e como está o mercado de trabalho na geoquímica de exploração mineral e qual é o perfil de um geoquímico de prospecção mineral. Achei que a resposta que enviei poderia interessar a outros estudantes e resolvi postá-la.

Os campos de atuação em geoquímica são extremamente diversificados, pois vão desde a litogeoquímica fundamental, a geoquímica isotópica, a hidrogeoquímica,  o diagnóstico e monitoramento ambiental, a exploração de depósitos de óleo e gás e de metais.

A questão dos trabalhos de campo é difícil de responder, pois depende de muitas variáveis como o escopo do projeto, a dimensão e composição da equipe e a própria personalidade do profissional.

A receita de um geoquímico de prospecção mineral é: 250 g de geoquímica fundamental, uma colherada de metalogênese, um copo de operação de SIG,  uma xícara de química analítica, muitas pitadas de estatística, pedologia e geomorfologia, uma boa experiência de campo que lhe dê a capacidade de enxergar o geral e identificar os detalhes, e a capacidade de propor e testar novas técnicas para melhorar o poder de discriminação da prospecção geoquímica. Coloque tudo isso na batedeira por uns 5 anos. Despeje cuidadosamente numa forma que tenha sido previamente lavada com uma boa cerveja. Leve ao sol por no mínimo 15 anos e quando aparecer uma casca dura, está pronto para usar.
Se você quiser uma análise mais séria dessa questão veja o texto postado nesse blog em 28 de novembro de 2009.

Me parece que o mercado de trabalho  está em expansão, pois as empresas de exploração mineral estão muito ativas no Brasil e no exterior. Infelizmente  os levantamentos geoquímicos regionais e o nacional, que seriam capazes de criar novas bases para a exploração mineral no Brasil ampliando muito o mercado de trabalho para geoquímicos de prospecção, foram relegados a um papel secundário pela maioria dos orgãos de governo federal e estaduais, salvo honrosas exceções como a Mineropar.

(Imagem: Capa do livro Receitas de Dona Benta - Companhia Editora Nacional, São Paulo)

Projeto Geomedicina no Paraná

As aplicações mais impressionantes dos resultados de levantamentos geoquímicos (não todos, é verdade) acontecem na geomedicina e a geologia médica. Eu tenho o orgulho de fazer parte da equipe do Projeto Geomedicina no Paraná.

Esse projeto é o resultado da visão de um médico excepcional, Dr. Bonald Figueiredo, coordenador científico do Instituto Pelé-Pequeno Príncipe com apoio de uma grande equipe de médicos, geólogos, informáticos, técnicos de laboratório. Esse Instituto que se dedica à pesquisa da saúde da criança e do adolescente, é o resultado feliz da associação do Hospital Pequeno Príncipe, um dos maiores e melhores hospitais pediátricos da América Latina, localizado em Curitiba, com a marca Pelé, elemento poderoso na captação de recursos financeiros.

O Dr. Bonald pesquisa há muitos anos a mutação do gene que dá origem ao tumor de cortex adrenal, que  nas crianças do Paraná tem uma incidência muitas vezes superior a outras regiões do mundo onde é pesquisado e notificado. O diagnóstico precoce da mutação é importantíssimo para o acompanhamento e o tratamento, de forma a evitar os problemas e sequelas na adolescência e na vida adulta.

Minha partipação nesse projeto se dá pela coordenação e execução de um levantamento geoquímico em todo território do Paraná, com 740 estações de amostragem onde são coletadas informações e medidas no próprio local bam como diversos tipos de amostras de água e sedimentos fluviais, que darão o suporte da geoquímica ambiental para a pesquisa das relações de causa-efeito de moléstias. Alguma anomalias geoquímicas podem despertar a atenção de médicos para problemas ainda não estudados mas cuja etiologia seja ambiental. Nos próximos dias vou postar um texto sobre esse levantamento geoquímico que está sendo executado pela equipe da Mineropar - Serviço Geológico do Paraná com a cooperação do Serviço Geológico Nacional - CPRM.

O site do IPPP contém algumas apresentações (um pouco desatualizadas) mas que dão uma boa idéia da abrangência e poder do nosso Projeto Geomedicina no Paraná.

http://pesquisa.pelepequenoprincipe.org.br/geomed/

http://pesquisa.pelepequenoprincipe.org.br/geomed/propostas_parte1

http://pesquisa.pelepequenoprincipe.org.br/geomed/propostas_parte2

http://pesquisa.pelepequenoprincipe.org.br/geomed/propostas_parte3

http://pesquisa.pelepequenoprincipe.org.br/geomed/propostas_parte4

http://pesquisa.pelepequenoprincipe.org.br/geomed/propostas_parte5

Reencontros

À direita você encontrará o quadro "Geólogos brasileiros" onde estão os links para as relações geólogos graduados nos cursos de geologia de universidades brasileiras.

Aproveite para relembrar os colegas e marcar um encontro de sua turma para o final de 2011.

Se a sua universidade não tem uma relação disponível na internet, reclame com a secretaria do Curso de Geologia. Se você tiver um link para incluir, mande uma mensagem para olicht@yahoo.com.br

Comportamento de metais ao redor de depósitos minerais

Volto à cena, depois de um mês "fora do ar". As frequentes campanhas de campo no mapeamento geológico do Grupo Serra Geral impedem que eu consiga postar matérias com maior freqüência.

 

Uma pergunta que sempre desperta o interesse nos gequímicos de exploração é "como se comportam os metais nas vizinhanças de depósitos minerais ?". Esse comportamento tem influência direta em diversos aspectos da exploração geoquímica, quando busca-se otimizar processos para maximizar a resposta de mineralizações.  A maximização da resposta pode ser também compreendida como a acentuação do contraste entre áreas mineralizadas e áreas estéreis (ou não produtivas) envolventes. A seleção de diversos fatores, interfere não apenas na acentuação dos contrastes (o que facilitará a caracterização do alvo de interesse) mas também na economicidade de uma campanha de exploração geoquímica.

 

Densidade amostral - campanhas superdimensionadas (com densidade amostral excessiva) custarão caro demais e as campanhas subdimensionadas (densidade amostral rarefeita) poderão não detectar o alvo.

 

Fração granulométrica - de maneira geral, os metais solúveis concentram-se nas frações finas (menores que silte) e os metais resistentes comportam-se como resistatos concentrando-se nas frações pesadas.

 

Ataques químicos ou aberturas - ataques fortes ou fusões indicarão o teor total do metal, mesmo aquela parcela não relacionada com a mineralização. Ataques parciais ou seletivos indicarão o teor do metal que está associado com a matéria orgânica, com os óxidos de Fe e/ou Mn, ou em fase sulfetada

 

Técnica de determinação - atualmente a maioria dos metais de interesse é determinada por espectrometria de massa com plasma por indução (ICP-MS), mas muitos dos elementos importantes têm técnicas específicas como eletrodo de íon específico, e fluorescencia de raios X

 

Limites inferiores de detecção - se o procedimento analítico for mal especificado, corremos o risco de receber do laboratório muitas páginas de boletins de resultados recheadas de valores, p.ex. < 5 ppm.

 

Por esses motivos, são fundamentais os trabalhos como "Behaviour of base metals around ore deposits: application to geochemical prospecting in temperate climates" de E. Wilhelm, L. Laville-Timsit, M. Leleau, F. Cachau-Herreillat e H. Capdecomme, publicado nos anais do Geochemical Exploration 1978, Golden, Colorado. É o seguinte o resumo desse artigo:

A dispersão secundária dos metais-base foi seguida nas vizinhanças de depósitos minerais, todos nas condições de clima temperado da França, por meio da coleta e análise de diversos tipos de amostras, como: rocha sã e intemperisada, solo, sedimentos e águas fluviais, concentrados de bateia. Esse programa de amostragem investigou completamente o processo de dispersão desde os materiais primários até os materiais transportados em solução pelas correntes.

A amostras foram fracionadas por diversoas técnicas como granulométricas, densidade, e separação magnética e analisadas para diversos elementos. As frações mineralógicas obtidas foram examinadas por microscopia óptica, microssonda e difração de raios X.

As fases principais que contêm os metais usualmente analisados em amostras de prospecção geoquímica, são:

• hidróxidos de Fe, as vezes associados com Mn; em zonas anômalas, geralmente mais que 50% do conteúdo metálico está presente nessa fase;
• minerais primários e supérgenos;
• matéria orgânica ligada ao Fe.

 Em todos os casos, a fração "hidróxido de Fe" que está diretamente relacionada com o intemperismo dos sulfetos (gossans), aparece nas rochas ainda nos primeiros estágios da alteração superficial. A fração de hidróxido de Fe é então mecanicamente dispersada e diluída nos produtos estéreis, porém ainda predomina na definição das anomalias geoquímicas.

Essa informação leva ao aperfeiçoamento dos métodos de exploração geoquímica. Por exemplo, a fase "hidróxido de Fe" pode ser separada por suas propriedades paramagnéticas; sua análise mostra um crescimento significativo nos teores de metais dos valores anômalos (x4) assim como no contraste das anomalias (x3). Infelizmente, nota-se apenas um leve crescimento na dimensão das anomalias.

Em comparação com os métodos tradicionais de análise da fração fina completa, a melhor definição e seleção de anomalias significativas obtidas com essa análise parcial permitem adotar uma malha de amostragem menos densa. Essa melhoria significativa deve ser no entanto, comparada com o aumento do custo de preparação e análise das amostras, com relação as frações convencionais.