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Sondagem na pesquisa mineral

A utilização da sondagem na pesquisa mineral

As sondagens constituem a principal fonte de informação da pesquisa direta em subsuperfície do corpo de minério para obtenção de amostras representativas (Rossi e Deutsch, 2014, p. 68). Elas devem ser planejadas para representar todo o depósito mineral em estudo e assim reduzir incertezas tanto na modelagem geológica como no cálculo dos recursos minerais (Neuss, 2001, p. 55).

Na verdade, a amostragem é feita com a premissa que as amostras proporcionadas são uma representação verdadeira do que elas são pretendidas para representar, ou seja, o depósito mineral (Lee, 2001, p. 317). Na maior parte dos depósitos minerais, o espaçamento da sondagem é intuitivamente uma função da continuidade geológica e do teor como observado pelo geólogo responsável pela pesquisa (Schofield, 2001, p. 602). Segundo esses autores, as sondagens são feitas de maneira sistemática com a finalidade de proporcionar a máxima quantidade de informação sobre a distribuição de teores no depósito mineral, bem como fornecer uma razoável base para a interpretação geológica.

Os testemunhos coletados ao longo do intervalo perfurado fornecem as informações essenciais para fins de cálculo dos recursos minerais. A Figura 3 ilustra a estrutura geral de um banco de dados de sondagens.

Figura 3: Estrutura de um banco de dados de sondagens na pesquisa mineral.

As sondagens constituem principal fonte de amostras, pois elas fornecem os testemunhos que serão submetidos às mais diversas análises químicas e físicas. Portanto, essa amostragem pressupõe que os dados resultantes são direta ou indiretamente representativos da área em que ela foi realizada (Roden e Smith, 2001, p. 73). Segundo esses autores, existem três elementos que devem ser considerados para um sistema de amostragem e determinações químicas: 1) manutenção da integridade da amostra no campo; 2) seleção de um método apropriado de análises químicas e 3) monitoramento completo em base contínua de todo o sistema de amostragem e análises químicas.

Tipos de sondagem

As sondagens mais utilizadas na pesquisa mineral são: rotativa a diamante, rotativa e percussiva (Peters, 1978, p. 433). Cada método de sondagem tem suas próprias características e variantes que afetam a qualidade das amostras coletadas (Rossi e Deutsch, 2014, p. 68).

A sondagem rotativa a diamante é a mais versátil de todos os métodos e foi projetada especificamente para a pesquisa mineral (Peters, 1978, p. 433). A grande vantagem desse método de sondagem, segundo esse autor, está na possibilidade de ser executada tanto em superfície como em subsuperfície e em qualquer ângulo de inclinação. A sondagem rotativa a diamante, por meio da testemunhagem do furo, é o único método que permite obter um registro geológico completo da estrutura e textura da rocha, além de proporcionar amostras para testes geomecânicos (Peters, 1978, p. 436). A grande vantagem da sondagem rotativa a diamante está na determinação exata da localização da zona mineralizada (Rossi e Deutsch, 2014, p. 69).

Os diâmetros dos furos e seus testemunhos são codificados por um conjunto de letras, onde a primeira se refere ao diâmetro do furo; a segunda indica a série do barrilete e a terceira letra T designa um barrilete de parede fina (Peters, 1978, p. 437). A Tabela 1 apresenta especificações de furos e testemunhos usados na exploração mineral (Haldar, 2013, p. 123).

Tabela 1: Especificações de furos e testemunhos em mm (Haldar, 2013, p. 123).

Mais sobre sondagens

Por definição, a sondagem rotativa é qualquer forma de perfuração que faz um furo pela rotação da coroa na base do furo (ADITCL, 1997, p. 76). A sondagem rotativa requer pressões muito altas na coroa para furar eficientemente formações duras, então a percussão obtida por ar comprimido combinada com a rotação da coroa proporciona uma rápida sucessão de impactos quebrando a rocha (ADITCL, 1997, p. 78).

A circulação do fluido pode ser convencional, onde o fluido é injetado internamente pela composição e sobe pelo espaço entre a composição e a parede do furo (ADITCL, 1997, p. 79). Pode também ser reversa, onde o fluido é injetado pelo furo e subindo por dentro da composição (ADITCL, 1997, p. 79). Em termos de recuperação da amostra de fragmentos (chips), as amostras coletadas correspondentes a um intervalo perfurado são contaminadas com o material da parede do furo de intervalos superiores (ADITCL, 1997, p. 83).

A sondagem roto-percussiva é o método mais rápido e de menor custo que a rotativa a diamante (Lacy, 2014). Segundo esse autor, o método trabalha bem quando a rocha é competente, seca e impermeável. Segundo Lewis (2001, p. 45), várias minas australianas estão usando a circulação reversa para controle de teores em minas em desenvolvimento.

Além disso, segundo Rossi e Deutsch (2014, p. 69), se o orçamento for limitado, a circulação reversa pode proporcionar maior quantidade de dados. A amostragem por circulação reversa pode ser particularmente difícil abaixo do nível d’água, quando a quantidade de água for significativa (Rossi e Deutsch, 2014, p. 69). As sondagens são planejadas para a pesquisa direta do corpo de minério, em termos de sua localização, geologia, suas dimensões e teores. Com relação ao diâmetro do furo, deve-se levar em conta que o material fornecido pelo testemunho seja suficiente para sua amostragem e determinações físicas e químicas.

As coordenadas da boca do furo, bem como dados de orientação do furo são fundamentais para recuperação e preparação dos dados para o cálculo de recursos minerais.

Mais sobre as sondagens

É de suma importância a verificação em campo, as localizações das sondagens, pois o cálculo de recursos minerais depende das posições dessas sondagens (Stoker e Gilfillan, 2001, p. 32 e 35). Erros na localização de furos causam o erro geométrico, que impacta diretamente a determinação da tonelagem do minério.

O planejamento da sondagem deve levar em consideração a representatividade da amostragem procurando a intersecção com o corpo de minério em altos ângulos ou retos (Figura 4A), mas se o ângulo de intersecção for baixo (Figura 4B) a informação entre os furos pode ser inútil para fins de estimativa de recursos minerais (King et al., 1982, p. 10).

Figura 4: Exemplos de representatividade da amostragem proporcionada por sondagens.
A) altos ângulos; B) ângulos baixos (King et al., 1982, p. 10).

Na realidade, a Figura 4B ilustra o caso de um depósito sub-vertical que teve de ser amostrado por sondagens verticais, mas devido a quantidade de sondagens realizadas, a estimativa de recursos minerais foi satisfatória (King et al., 1982, p. 10).

Referências:

ADITCL – Australian Drilling Industry training Committee Limited. 1997. Drilling – the manual of methods, applications, and management. Boca Raton, Lewis Publishers. 615p.

Haldar, S.K. 2013. Mineral exploration. Amsterdam, Elsevier. 334p.

King, H.; McMahon, W.; Bujtor, G. 1982. A guide to the understanding of ore reserve estimation. Proceedings No. 281. 21p.

Lee, G. 2001. Mineral sands – some aspects of evaluation, resource estimation and reporting. In: Mineral Resources and Ore reserve Estimation – The AusIMM Guide to a Good Practice (Ed. A.C. Edwards) p. 315-322. Melbourne, The Australasian Institute of Mining and Metallurgy.

Lewis, R.W. 2001. The resource database: now and in the future. In: Edwards, A.C. (editor) Mineral resource and ore reserve estimation – The AusIMM guide to good practice. Monograph 23. P. 43-48. Melbourne, The Australasian Institute of Mining and Metallurgy.

Neuss, I. 2001. Oktokumpu – base metals best practice. In: Mineral Resources and Ore reserve Estimation – The AusIMM Guide to a Good Practice (Ed. A.C. Edwards) p. 49-56. Melbourne, The Australasian Institute of Mining and Metallurgy.

Peters, W.C. 1978. Exploration mining and geology. New York, John Wiley & Sons. 696p.

Roden, S. ;Smith, T. 2001. Sampling and analysis protocols and their role in mineral exploration and new resource development. In: Edwards, A.C. (editor) Mineral resource and ore reserve estimation – The AusIMM guide to good practice. Monograph 23. P. 73-78.

Rossi, M.; Deutsch, C.V. 2014. Mineral resource estimation. Dordrecht, Springer. 332p.

Schofield, N.A. 2001. The myth of mine reconciliation. In: Mineral Resources and Ore reserve Estimation – The AusIMM Guide to a Good Practice (Ed. A.C. Edwards) p. 601-610. Melbourne, The Australasian Institute of Mining and Metallurgy.

Stoker, P.T.; Gilfillan, J.F. 2001. The resource database. In: Mineral Resources and Ore reserve Estimation – The AusIMM Guide to a Good Practice (Ed. A.C. Edwards) p. 31-36. Melbourne, The Australasian Institute of Mining and Metallurgy.

Jorge Kazuo Yamamoto

Escrito por Jorge Kazuo Yamamoto

Prof. Dr. Jorge Kazuo Yamamoto, fundador da Geokrigagem, é geólogo, foi pesquisador do IPT e docente do Instituto de Geociências da USP, onde se aposentou como Professor Titular do Departamento de Geologia Sedimentar e Ambiental. Atualmente, atua como Professor Sênior do Departamento de Engenharia de Minas e de Petróleo – Escola Politécnica – USP. É responsável pela disciplina “Métodos geoestatísticos” na Pós-Graduação do IPT – Investigação do subsolo: Geotecnia e Meio Ambiente. Dedica-se ao ensino de geoestatística, com ênfase no desenvolvimento de algoritmos e pesquisa de novas aplicações, tais como: variância de interpolação, cálculo da variância global de depósitos minerais e correção do efeito de suavização da krigagem. Ultimamente, seu interesse está voltado para o ensino e divulgação da linguagem R.

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