Prospecção geoquímica: estaurolita, ilmenita e magnetita como minerais traçadores para depósitos do tipo VMS

A região de Itutinga foi alvo de estudos prospectivos por parte da empresa BP mineração na década de 80, onde foram encontradas mineralizações em lentes de sulfetos metálicos (Zn-Cu-Ag-Fe) associados a rochas komatiíticas peridotíticas e basaltos toleíticos (anfibolitos) do greenstone belts, nas proximidades da fazenda São Jerônimo, enquadrando-se em um depósito do tipo VMS. A partir destas informações encontradas na literatura propôs-se estudar a estaurolita, a magnetita e a ilmenita para, a partir da determinação do seu conteúdo em zinco, indicar a aplicabilidade destes três minerais como traçadores desses tipos de depósitos. Para isso foram coletadas amostras de sedimentos de corrente e concentrados de batéia na região próxima à ocorrência, no entorno da cidade de Itutinga, e também em uma região próxima a cidade de Itumirim, já que existem semelhanças litológicas entre as duas áreas. Os sedimentos de corrente, as frações magnéticas e as frações de 0,3A (separador eletromagnético Frantz) foram enviados para análises químicas por absorção atômica e ICP-OES. Os concentrados de batéia foram descritos, separando-se cristais de estaurolita de cada amostra coletada, e analisando-os em MEV-EDS para determinação da química mineral. Os resultados dos sedimentos de corrente apontaram que os pontos da fazenda São Jerônimo (ME-03, Itutinga 51,7 ppm de Zn) e o ponto do Ribeirão Santa Cruz, (ME-06, Itumirim 36,1 ppm de Zn) foram os que apresentaram melhores resultados, indicando anomalias em zinco nas duas áreas estudadas . As estaurolitas, retiradas dos concentrados de batéia de cada ponto estudado, foram divididas em três conjuntos, de acordo com os teores de ZnO encontrados: 1 - entre 2,96% e 3,25% de ZnO em peso; 2 - entre 2,03% e 2,76% de ZnO em peso; 3 - < 1,67% de ZnO em peso, sendo comparável com outras estaurolitas encontradas em diversos depósitos de Zn do mundo, como Dry River, Austrália e Palmeirópolis Goiás. Assim, as estaurolitas apresentam bons resultados como minerais indicadores na área estudada. Em relação as magnetitas e ilmenitas estudadas, o número de amostras coletadas no presente estudo foram muito pequenas para se ter informações conclusivas sobre o papel destes minerais como traçadores. Por outro lado, os resultados das análises químicas nos concentrados de ilmenita (até 856 ppm de Zn) e nos concentrados de magnetita (até 216 ppm de Zn), indicam a disponibilidade deste metal nas áreas estudadas. Assim, é possível se detectar a presença do zinco por dois meios: através de sedimentos de corrente, através de halos de dispersão química do elemento zinco, e através dos minerais resistatos (estaurolita zincífera, magnetita e ilmenita), a partir de uma dispersão clástica do grão.

Metalogenia em terrenos de alto grau metamórfico: as mineralizações tungstaníferas da área de Monumento/Cacaria RJ

Em trabalho de prospecção geoquímica regional por concentrado de bateia (PEREIRA e SANTOS, 1983) foi evidenciado na região de Cacaria, município de Piraí, ocorrências de scheelita. Com o objetivo de investigar a possível fonte litológica desta ocorrência, foram realizadas amostragens de sedimentos de corrente e concentrado de bateia além de investigações de campo para sua fonte. Elaborouse ainda um mapa geológico em escala de detalhe 1:25.000. As unidades estratigráficas base utilizadas no mapa foram definidas em trabalhos da empresa RIOFINEX (1977) durante pesquisas para mineralizações de Pb-Zn na região de Rio Claro. Ensaios laboratoriais envolvendo descrição de lâminas petrográficas, difratometria de raios X, fluorescência de raios X, espectrometria Raman, microscopia eletrônica de varredura e o auxílio do mineralight de ondas curtas. As mineralizações scheelitíferas encontradas foram classificadas segundo um modelo do tipo sedimentar exalativo, localmente com possíveis contribuições de atividades metassomáticas tardias, concentrando a mineralização, assim como proposto para algumas ocorrências já descritas no nordeste brasileiro.

Geologia da formação ferrífera do Serrote do Breu e de Alto das Pedras, Alagoas

A formação ferrífera do Serrote do Breu e de Alto das Pedras localiza-se no município de Campo Grande, Estado de Alagoas e está sendo pesquisada quanto ao seu potencial como minério de ferro. Ela está inserida em um domo de embasamento arqueano no interior da Faixa Sergipana, o Domo de Jirau de Ponciano. A área de estudo é caracterizada por dois altos topográficos denominados Serrote do Breu e Alto das Pedras, sustentados pela formação ferrífera, e que representam flancos opostos de um sinformal inclinado, com direção N60W e forte mergulho para sul, e extensão total de aproximadamente 2 km. A formação ferrífera ocorre em diversas camadas intercaladas em gnaisses quartzo-feldspáticos e em rochas metamáficas. Os primeiros foram agrupados na unidade de gnaisses quartzo-feldspáticos e as últimas na suíte intrusiva máfica-ultramáfica. Na porção interior do sinformal estão quartzitos e paragnaisses agrupados na unidade metassedimentar e cortando essas unidades há uma unidade de pegmatitos. A formação ferrífera é constituída por quartzo, hematita, anfibólio e magnetita. O anfibólio é em geral cummingtonita, mas riebeckita também ocorre subordinadamente. Os teores médios de SiO2, e Fe2O3t são 43,1% e 50,7%, respectivamente, e, assim como os demais elementos maiores, são compatíveis com outras formações ferríferas do mundo. Com base na petrografia e geoquímica de elementos terras raras os gnaisses quartzo-feldspáticos foram divididos em gnaisses bandados e gnaisses com titanita. Ambos apresentam composição riolítica e trend calcio-alcalino. Já as rochas metamáficas e metaultramáficas apresentam composição basáltica a andesítica e trend toleítico completamente dissociado daquele dos gnaisses. Acredita-se que os gnaisses quartzo-feldspáticos e as rochas metamáficas e metaultramáficas tenham se formado em ambientes tectônicos totalmente distintos, com as últimas tendo se formado provavelmente intrusivas nos primeiros.

The'cave' mineral oxammite: a high resolution thermogravimetry and Raman spectroscopic study

The thermal decomposition of natural ammonium oxalate known as oxammite has been studied using a combination of high resolution thermogravimetry coupled to an evolved gas mass spectrometer and Raman spectroscopy coupled to a thermal stage. Three mass loss steps were found at 57, 175 and 188°C attributed to dehydration, ammonia evolution and carbon dioxide evolution respectively. Raman spectroscopy shows two bands at 3235 and 3030 cm-1 attributed to the OH stretching vibrations and three bands at 2995, 2900 and 2879 cm-1, attributed to the NH vibrational modes. The thermal degradation of oxammite may be followed by the loss of intensity of these bands. No intensity remains in the OH stretching bands at 100°C and the NH stretching bands show no intensity at 200°C. Multiple CO symmetric stretching bands are observed at 1473, 1454, 1447 and 1431cm-1, suggesting that the mineral oxammite is composed of a mixture of chemicals including ammonium oxalate dihydrate, ammonium oxalate monohydrate and anhydrous ammonium oxalate.

Synthesis and characterization of K2Ca5(SO4)6· H2O, the equivalent of görgeyite, a rare evaporite mineral

Görgeyite, K2Ca5(SO4)6··H2O, is a very rare monoclinic double salt found in evaporites related to the slightly more common mineral syngenite. At 1 atmosphere with increasing external temperature from 25 to 150 °C, the following succession of minerals was formed: first gypsum and K2O, followed at 100 °C by görgeyite. Changes in concentration at 150 °C due to evaporation resulted in the formation of syngenite and finally arcanite. Under hydrothermal conditions, the succession is syngenite at 50 °C, followed by görgyeite at 100 and 150 °C. Increasing the synthesis time at 100 °C and 1 atmosphere showed that initially gypsum was formed, later being replaced by görgeyite. Finally görgeyite was replaced by syngenite, indicating that görgeyite is a metastable phase under these conditions. Under hydrothermal conditions, syngenite plus a small amount of gypsum was formed, after two days being replaced by görgeyite. No further changes were observed with increasing time. Pure görgeyite showed elongated crystals approximately 500 to 1000 µ m in length. The infrared and Raman spectra are mainly showing the vibrational modes of the sulfate groups and the crystal water (structural water). Water is characterized by OH-stretching modes at 3526 and 3577 cm–1 , OH-bending modes at 1615 and 1647 cm–1 , and an OH-libration mode at 876 cm–1 . The sulfate 1 mode is weak in the infrared but showed strong bands at 1005 and 1013 cm–1 in the Raman spectrum. The 2 mode also showed strong bands in the Raman spectrum at 433, 440, 457, and 480 cm–1 . The 3 mode is characterized by a complex set of bands in both infrared and Raman spectra around 1150 cm–1 , whereas 4 is found at 650 cm–1.

Raman spectroscopic study of the metatellurate mineral : Xocomecatlite Cu3TeO4(OH)4

The mineral xocomecatlite is a hydroxy metatellurate mineral with Te6+O4 units. Tellurates may be subdivided according to their formula into three types of tellurate minerals: type (a) (AB)m(TeO4)pZq, type (b) (AB)m(TeO6).xH2O and (c) compound tellurates in which a second anion including the tellurite anion, is involved. The mineral Xocomecatlite is an example of the first type. Raman bands for xocomecatlite at 710, 763 and 796 cm-1 and 600 and 680 cm-1 are attributed to the ν1 (TeO4)2- symmetric and ν3 antisymmetric stretching mode. Raman bands observed at 2867 and 2926 cm-1 are assigned to TeOH stretching vibrations and enable estimation of the hydrogen bond distances of 2.622 Å (2867 cm-1), 2.634 Å (2926 cm-1) involving these OH units. The hydrogen bond distances are very short implying that they are necessary for the stability of the mineral.

Raman spectroscopic study of the mixed anion mineral Yecoraite Bi5Fe3O9(Te4+O3)(Te6+O4)2•9H2O

Tellurates are rare minerals as the tellurate anion is readily reduced to the tellurite ion. Often minerals with both tellurate and tellurite anions in the mineral are found. An example of such a mineral containing tellurate and tellurite is yecoraite. Raman spectroscopy has been used to study this mineral, the exact structure of which is unknown. Two Raman bands at 796 and 808 cm-1 are assigned to the ν1 (TeO4)2- symmetric and ν3 (TeO3)2- antisymmetric stretching modes and Raman bands at 699 cm-1 are attributed to the the ν3 (TeO4)2- antisymmetric stretching mode and the band at 690 cm-1 to the ν1 (TeO3)2- symmetric stretching mode. The intense band at 465 cm-1 with a shoulder at 470 cm-1 is assigned the (TeO4)2- and (TeO3)2- bending modes. Prominent Raman bands are observed at 2878, 2936, 3180 and 3400 cm-1. The band at 3936 cm-1 appears quite distinct and the observation of multiple bands indicates the water molecules in the yecoraite structure are not equivalent. The values for the OH stretching vibrations listed provide hydrogen bond distances of 2.625 Å (2878 cm-1), 2.636 Å (2936 cm-1), 2.697 Å (3180 cm-1) and 2.798 Å (3400 cm-1). This range of hydrogen bonding contributes to the stability of the mineral. A comparison of the Raman spectra of yecoraite with that of tellurate containing minerals kuranakhite, tlapallite and xocomecatlite is made.

A Raman spectroscopic study of the uranyl mineral rutherfordine – revisited

The molecular structure of the uranyl mineral rutherfordine has been investigated by the measurement of the NIR and Raman spectra and complemented with infrared spectra including their interpretation. The spectra of the rutherfordine show the presence of both water and hydroxyl units in the structure as evidenced by IR bands at 3562 and 3465 cm-1 (OH) and 3343, 3185 and 2980 cm-1 (H2O). Raman spectra show the presence of four sharp bands at 3511, 3460, 3329 and 3151 cm-1. Corresponding molecular water bending vibrations were only observed in both Raman and infrared spectra of one of two studied rutherfordine samples. The second rutherfordine sample studied contained only hydroxyl ions in the equatorial uranyl plane and did not contain any molecular water. The infrared spectra of the (CO3)2- units in the antisymmetric stretching region show complexity with three sets of carbonate bands observed. This combined with the observation of multiple bands in the (CO3)2- bending region in both the Raman and IR spectra suggests that both monodentate and bidentate (CO3)2- units may be present in the structure. This cannot be exactly proved and inferred from the spectra; however, it is in accordance with the X-ray crystallographic studies. Complexity is also observed in the IR spectra of (UO2)2+ antisymmetric stretching region and is attributed to non-identical UO bonds. U-O bond lengths were calculated using wavenumbers of the 3 and 1 (UO2)2+ and compared with data from X-ray single crystal structure analysis of rutherfordine. Existence of solid solution having a general formula (UO2)(CO3)1-x(OH)2x.yH2O ( x, y  0) is supported in the crystal structure of rutherfordine samples studied.

Amniotic fluid stem cells produce robust mineral deposits on biodegradable scaffolds

Insufficient availability of osteogenic cells limits bone regeneration through cell-based therapies. This study investigated the potential of amniotic fluid–derived stem (AFS) cells to synthesize mineralized extracellular matrix within porous medical-grade poly-e-caprolactone (mPCL) scaffolds. The AFS cells were initially differentiated in two-dimensional (2D) culture to determine appropriate osteogenic culture conditions and verify physiologic mineral production by the AFS cells. The AFS cells were then cultured on 3D mPCL scaffolds (6-mm diameter9-mm height) and analyzed for their ability to differentiate to osteoblastic cells in this environment. The amount and distribution of mineralized matrix production was quantified throughout the mPCL scaffold using nondestructive micro computed tomography (microCT) analysis and confirmed through biochemical assays. Sterile microCT scanning provided longitudinal analysis of long-term cultured mPCL constructs to determine the rate and distribution of mineral matrix within the scaffolds. The AFS cells deposited mineralized matrix throughout the mPCL scaffolds and remained viable after 15 weeks of 3D culture. The effect of predifferentiation of the AFS cells on the subsequent bone formation in vivo was determined in a rat subcutaneous model. Cells that were pre-differentiated for 28 days in vitro produced seven times more mineralized matrix when implanted subcutaneously in vivo. This study demonstrated the potential of AFS cells to produce 3D mineralized bioengineered constructs in vitro and in vivo and suggests that AFS cells may be an effective cell source for functional repair of large bone defects