Introdução
Este trabalho limita-se à amostragem de rocha para mapeamento geológico, pesquisa mineral e lavra, excluindo-se, portanto, os solos e os sedimentos, cuja amostragem deve ser considerada em abordagem própria.
A amostragem de rocha pode ser realizada para diferentes finalidades na geologia, engenharia de minas e geotécnica. Em sequência, conforme o objetivo pretendido, podem ser utilizadas ferramentas como o estudo petrográfico, a análise química, os ensaios físicos, a datação, os estudos paleontológicos e outros.
Figura 1 - Estas são ferramentas típicas de um trabalho de amostragem: sacos de amostras, martelo de geólogo, cinzel (tralhadeira), spray de pintura para marcar o local de amostragem, caderneta, lápis/borracha e GPS.
Figura 5 - Poços retangulares em degraus. (GGTE – UNICAMP, 2024)
Figura 6 - Poço retangular em garimpo de ouro. (GGTE – UNICAMP, 2024)
Figura 7 - Reconhecimento de corpo de minério em trincheira, poços e furo de sonda. (GGTE – UNICAMP, 2024)
Figura 9 - Amostra de canal cortada por perfuratriz pneumática para exploração de elementos do grupo da platina na face de bancada a céu aberto, mina de cromita Boula-Nausahi, Orissa, Índia. (EKKA, 2020)
Considerações sobre a amostragem
Talvez a questão mais importante a ser colocada no processo de amostragem seja a representatividade das amostras. Em campo, principalmente em áreas com intemperismo acentuado, nem sempre é possível coletar amostras das diferentes litologias, o que leva, muitas vezes, à ausência de amostragem de áreas significativamente amplas ou à abundância de amostras em locais de afloramentos frescos.
Nos trabalhos de pesquisa mineral, especialmente em escalas de detalhe, a ausência de afloramentos é suprida com escavações e/ou perfurações. De qualquer modo, o exemplar de amostra coletado deve sempre refletir as características da litologia amostrada e ser útil ao fim pretendido. Para assegurar que a representação seja efetiva, deve-se estabelecer padrões e procedimentos que preservem os equívocos inerentes a cada fase do processo, abrangendo desde a obtenção até a análise dos dados.
É preciso ter em conta que os registros de campo, fotografias e amostras são tudo o que se terá quando retornar do campo. Muitas vezes a amostragem é apressada, já que é a última tarefa completada, ou devido à necessidade percebida de cobrir uma área ampla dentro de pouco tempo e extrair material facilmente acessível.
Também deve-se considerar que amostras de rocha são frequentemente utilizadas para fins diferentes daqueles para os quais foram originalmente destinados. Sendo assim, é conveniente que os cuidados e a quantidade de amostra em cada coleta possam atender a diferentes fins.
É importante ressaltar que a seleção dos conteúdos de uma amostra com base em sua acessibilidade conveniente é chamada de amostragem por conveniência, utilizada em geologia apenas em estudos exploratórios iniciais e mapeamento regional. Neste tipo de amostragem, são selecionadas apenas os locais que são facilmente acessíveis ao pesquisador e os dados disponíveis são utilizados sem quaisquer requisitos adicionais. A amostragem de conveniência pode ser fácil, rápida, de baixo custo e útil para abordagens iniciais de uma área e para geração de hipóteses, mas não é válida para se tirar conclusões, devido à elevada chance de erro amostral.
Ao contrário, a amostragem deve ser sistemática e realizada, preferencialmente, com o conhecimento prévio da área, considerando a natureza, heterogeneidade e complexidade das unidades litoestratigráficas, devendo ser coletado um volume suficiente para todas as análises previstas e para o armazenamento de uma porção da amostra.
Questões-chave
Antes de começar e durante qualquer programa de amostragem, algumas questões devem estar claras e respondidas, como estas:
- Quais são os objetivos e, portanto, quanto e qual tipo de amostra é necessária?
- Qual a representação da amostra?
- Qual deve ser a densidade de amostragem?
- A amostra deve ser fresca e sem alteração? (A não ser, claro, que o estudo é sobre intemperismo ou solo).
- A amostra precisa ser orientada?
- As ferramentas são apropriadas para o trabalho?
- Há instrumentos de registro da localização exata da amostra?
- Existe um registro de como as amostras serão(são) coletadas, por exemplo, as ferramentas utilizadas (para eliminar a possível contaminação) e a precisão estratigráfica?
- Quais são os problemas de conservação?
- Quais os cuidados para se tomar apenas o que é necessário? Há permissão dos proprietários para a coleta? Haverá impacto visual no meio ambiente?
O sucesso na interpretação dos resultados dos diversos tipos de análise a que a amostra será submetida, decorre, em grande parte, do procedimento de amostragem, e este representa parte bastante onerosa do estudo. Além disso, a precisão dos resultados analíticos está diretamente ligada aos requisitos específicos relacionados ao tamanho e à natureza da amostra, os quais variam conforme o tipo de análise a ser executada. Por exemplo:
• Análises Mineralógicas/Petrográficas: Geralmente requerem amostras pequenas, como pedaços de rochas, para observação ao microscópio.
• Estudos Litogeoquímicos: Podem necessitar de amostras maiores para obter uma composição química representativa da área.
• Estudos Estruturais/Estratigráficos: Frequentemente utilizam amostras de núcleo, que são coletadas para análises detalhadas.
Quanto mais heterogênea é a rocha, maior será a massa de amostra necessária para sua representatividade. Uma amostra de rocha para estudos litogeoquímicos não deve ter menos do que 1 kg.
O intervalo de amostragem vertical e horizontal apropriado dependerá da finalidade do estudo. Devem ser consideradas: variações litológicas, proximidade de limites suspeitos, repetição suspeita ou conhecida, recursos e restrições de campo.
Coletar amostras é essencial para entender a composição e as propriedades das rochas na área de estudo. Esta etapa ajuda a obter uma compreensão mais abrangente da geologia da área. O primeiro passo deve ser uma boa descrição do afloramento com desenhos e/ou registros fotográficos do contexto em que a amostra será coletada. Devem ser anotadas a localização, orientação e outras informações relevantes sobre as amostras.
Equipamentos de amostragem
As amostras de rocha são coletadas por vários métodos e meios adequados e convenientes, sem comprometer a qualidade e a reprodutibilidade.
As ferramentas de amostragem convencionais em atividades exploratórias são:
- martelo, marreta e cinzel (talhadeira, ponteira);
- sacos de amostra;
- caixas/sacos grandes;
- fita crepe, barbante, selos, etiquetas de identificação;
- fita métrica;
- lápis e caderno.
- pás.
Pás e carregadores mecanizados são preferidos quando há grandes volumes de material de amostra.
As outras ferramentas de suporte são mapas, bússola, GPS, analisador portátil de fluorescência de raios X (XRF), spray de pintura e câmera.
É importante testar as condições de funcionamento de todo o equipamento antes de ir para o campo. Erros frequentes podem incluir bússolas desreguladas, pilhas descarregadas, mapas fora de contexto, por exemplo.
Seleção, rotulagem e embalagem das amostras
A seleção do tipo de amostragem e a definição de parâmetros se faz por:
- forma e tamanho dos corpos de rocha;
- estrutura interna do maciço rochoso;
- grau de homogeneidade mineralógica (dado por um coeficiente de variabilidade) e
- destinação das amostras.
Embalar e rotular corretamente as amostras ajuda evitar confusão, erros e repetição do trabalho. Após a coleta, o número de controle (centro de custo do projeto, sigla do geólogo, número do afloramento) deve ser imediatamente registrado na amostra, ou no recipiente que a envolve.
Recomenda-se gastar algum tempo na elaboração de um esquema de rotulagem adequado. Para estudos regionais, indica-se o número de localidade ou uma abreviatura do nome e, em seguida, o número de amostra nessa localidade; uma maneira alternativa é usar coordenadas e, em seguida, um número de amostra.
Na amostra em si, desde que não haja problema de contaminação, é útil registrar o número da amostra e, se aplicável, o sentido para cima e/ou a orientação.
No saco de amostra ou fora do próprio material de embalagem, é útil registrar:
- número da amostra;
- referência cruzada à página da caderneta de dados e/ou data coletada;
- localização;
- se a amostra está ou não orientada;
- tipo de rocha e
- amostras associadas.
Para a coleta de amostras para estudo paleontológico, estes são os materiais e procedimentos adequados:
- película de plástico: é muito útil para espécimes frágeis, como fósseis e lamitos;
- papel: é útil para ajudar a proteger espécimes delicados e para embalagem;
- sacos de amostra de polietileno: colocar cada amostra em um novo saco para evitar a contaminação cruzada;
- folha de alumínio: úteis para conter espécimes muito frágeis, como lamitos;
- canetas: marcadoras permanentes.
Deve-se carregar vários marcadores no campo, porque eles tendem a se desgastar rapidamente. As amostras de rochas finamente granuladas (lamitos e siltitos) são muitas vezes mais fáceis de marcar com um riscador de azulejo e/ou um fluido corretivo de papel.
INVESTIGAÇÕES EM SUPERFÍCIE
Experiência e critério são necessários na seleção do método de amostragem mais adequado para um determinado conjunto de condições geológicas.
Os métodos comuns de amostragem de superfície são:
- pontuais;
- amostragem de canal;
- amostragem de fragmentos ou lascas;
- amostragem de resíduos, amostragem de rejeito e amostragem aleatória;
- amostragem de pilha;
- amostragem de carro e amostragem de rampa.
O método de coleta de amostras utilizado dependerá do objetivo proposto.
Coleta de amostras para confecção de lâminas
Para realizar estudos petrográficos, é essencial considerar tanto a variedade litológica quanto a estrutura da rocha. Em rochas homogêneas, como granito isotrópico ou quartzo arenito, uma única amostra é suficiente. Já em rochas heterogêneas, como gnaisse, migmatito ou granitoides com enclaves, é necessário coletar várias amostras que representem as diferentes litologias presentes.
Ao coletar amostras, deve-se priorizar a parte mais preservada do afloramento, evitando áreas com alteradas.
De acordo com SGB-CPRM (2020), uma amostra com dimensões aproximadas de 10 cm de espessura × 5 cm × 5 cm geralmente é adequada para produzir lâminas delgadas, desde que a rocha não seja muito grosseira. Em rochas deformadas, pode ser útil cortar duas ou três lâminas delgadas em ângulos retos, o que pode exigir uma amostra um pouco maior.
Coleta de Amostras Orientadas
A utilização de amostras orientadas é comum na caracterização de rochas miloníticas, ajudando na identificação de indicadores cinemáticos e na determinação de deformações. A coleta dessas amostras possibilita, de maneira geral, a análise das microestruturas, como orientações preferenciais de minerais e feições de superposição, contribuindo para a caracterização da geologia estrutural da área estudada.
SGB-CPRM (2020) apresenta uma ilustração, representada pela Figura 2, de uma amostra com as seções idealizadas pelos eixos XYZ (strain), onde a seção YZ (cor amarela na figura) é a indicada para a caracterização petrográfica; na seção XY (cor vermelha) estariam expressos os objetos/minerais alinhados/estirados, enquanto a seção XZ (cor azul) seria a mais propícia para observar critérios cinemáticos.
Figura 2- Modelo esquemático ressaltando as seções YZ, XY e XZ do elipsoide de strain, as quais são planos orientativos para a confecção de seções delgadas. (SGB-CPRM, 2020)
De acordo com SGB-CPRM (2020), os procedimentos para a coleta de amostras orientadas em afloramentos são:
1. Selecionar a parte do afloramento onde as feições deformacionais estão bem desenvolvidas.
2. Medir os elementos estruturais necessários (foliações, lineações, acamamentos).
3. Marcar na amostra, em um plano de referência (preferencialmente a foliação), as medidas de direção e mergulho.
4. Identificar o topo da amostra com um “T” no plano de referência adotado e marcar feições lineares, se observadas.
5. Usar uma caneta à prova d’água para registrar os dados, fazer um desenho da amostra e tirar uma fotografia com todas as informações inscritas.
Esses procedimentos garantem a recuperação de informações espaciais após a coleta.
Figura 3 - Croquis esquemáticos para coleta de amostra orientada. T=topo; S=foliação; L=lineação. (SGB-CPRM, 2020)
Para rochas sedimentares, a orientação é marcada na face perpendicular ao acamamento com uma seta. Nas rochas ígneas, é preciso registrar a direção em rochas acumuladas, piroclásticas e aquelas com características de fluxo e vesículas. Já nas rochas metamórficas, é essencial registrar a superfície superior para obter seções delgadas em uma orientação específica em relação às estruturas internas.
Figura 4 - Amostra orientada combinando direção e sentido de mergulho na superfície superior, número de amostra (H01) e sentido para cima (seta) ao lado. Neste caso, foi escolhida parte do calcário que está fraturado, mas ainda assim intacta e orientada. Estratos carboníferos, Rumbling Kern, Northumberland, Reino Unido. (COE, 2010)
O registro da orientação de uma amostra de rocha é essencial para análises geológicas. As etapas incluem:
1. Identificação da amostra: Marcar cada amostra com um número de identificação único.
2. Registro da orientação: Marcar claramente a orientação da amostra, especialmente para estudos estruturais. No caso de amostras que precisam de um sentido para cima, é útil marcar primeiro o sentido, antes de martelar, caso não seja possível reorientar a amostra após a extração.
3. Registro da localização: Anotar a localização exata da coleta, incluindo coordenadas de GPS e descrição do local.
4. Registro de informações adicionais: Registrar dados relevantes como data, hora, tipo de rocha, estratigrafia local e observações.
5. Fotografias: Tirar fotos da amostra e do local de coleta.
6. Armazenamento e Transporte: Garantir que as amostras sejam armazenadas e transportadas de forma a preservar sua orientação e evitar danos.
Coleta de Amostras para Litogeoquímica
Para estudos litogeoquímicos eficazes, é crucial que a amostragem considere a representatividade das amostras coletadas em relação à distribuição das unidades litoestratigráficas a serem analisadas e sua importância no contexto geológico. Devem ser amostrados os afloramentos mais representativos de cada unidade.
SGB-CPRM (2020) apresenta algumas considerações e recomendações:
- Devem ser coletadas amostras frescas e homogêneas. O volume da amostra deve ser aproximadamente 10 vezes maior que o maior dos minerais presentes na rocha. Para rochas de granulação fina a média, equigranulares, 1 kg de amostra é suficiente; para rochas grosseiras as amostras devem pesar 10 a 20 kg.
- Para amostras de grandes volumes, recomenda-se fragmentá-las em pedaços menores no próprio afloramento para evitar contaminações e facilitar o tratamento laboratorial.
- Na amostragem de rochas porfiríticas, deve-se buscar uma seção representativa da proporção de matriz e fenocristais.
- Em rochas deformadas, é preferível amostrar as porções menos deformadas. Em afloramentos heterogêneos e complexos, várias amostras devem ser coletadas para representar cada componente da rocha.
- A localização de cada amostra deve ser registrada em um croqui do afloramento, incluindo fotografias, para futuras interpretações laboratoriais.
Coleta de Amostras para Análises Geoquímicas
Uma amostra de 200 g de rocha ou solo é geralmente suficiente para análises de elementos principais, menores, oligoelementos e isotópicas. No caso de rochas de grãos muito grosseiros ou heterogêneos, pode ser necessário cerca de 1 kg. (SGB-CPRM (2020)
Coleta de Amostras para Extração de Mineral
A quantidade de amostra necessária para análise mineral varia conforme os minerais e a composição da rocha. Para minerais pesados como zircão, são necessários 1 a 2 kg de rocha. Para vidro vulcânico e feldspatos usados em datação de 40 Ar-39 Ar e K-Ar, é necessário pelo menos 1 kg de rocha. Em rochas piroclásticas e sedimentares, a coleta deve ser feita na base da camada, onde há mais minerais grosseiros. (SGB-CPRM, 2020)
Coleta de Amostras de Fósseis
Amostras de mega fósseis devem ser envolvidas em papel. Se os fósseis são frágeis ou a rocha precisa secar devagar, envolvê-los em papel de filme plástico e em papel. Para a maioria dos fósseis, as rochas precisarão ser divididas ao longo do plano de acamamento. (SGB-CPRM, 2020)
INVESTIGAÇÕES EM SUBSUPERFÍCIE
Em subsuperfície, os métodos comuns de amostragem são:
- Poços e trincheiras.
- Amostragem de canal.
- Amostragem de fragmentos ou lascas.
- Amostragem de: resíduos, aleatória, pilha e vagão.
- Amostragem em massa (bulk).
- Amostragem de frente de lavra: perfuração percussiva, rotativa e brocas diamantadas.
Amostragem em Poços e Trincheiras
São muito utilizados quando o objetivo é verificar a rocha subjacente ao solo ou ao afloramento, a pequenas profundidades. Ou quando é necessário verificar contatos de um corpo mineralizado, a composição do minério e para obter informações estruturais e litológicas em áreas adjacentes ao corpo de minério.
O material utilizado em trincheiras pequenas são ferramentas manuais (pá, picareta, chibanca, boca-de-lobo) e, muito raramente, explosivos.
Para amostrar trincheiras profundas (>2,5m), utiliza-se trator de lâmina, retroescavadeira ou pás-escavadeiras.
Poços são o meio de amostragem mais comum e melhor para depósitos detríticos e não-consolidados. utilizados para corpos isométricos ou tabulares. Seus principais problemas são o risco de desmoronamento e o atingimento do nível freático.
A opção pelos poços depende do volume que se quer amostrar, da profundidade que se pretende atingir e das condições de segurança (revestimentos e bombas).
Amostragem de canal
A amostragem de canal é adequada na pesquisa de rochas e minérios tabulares – filões ou camadas, em que os teores de mineralização variam mais amplamente através da espessura do que ao longo da direção e do mergulho. A amostragem é realizada pelo corte de canais no sentido da maior variação composicional da rocha, em exposições de superfície fresca ou em minas subterrâneas, como a frente de lavra, paredes e teto.
A principal característica da amostra de canal é a regularidade de volume da amostra ao longo de uma dimensão do corpo amostrado, e isto só é aplicável com eficiência em rochas friáveis e ou alteradas. No caso de rocha dura, esse método não é conveniente em fases de mapeamento e prospecção regional; em minas e jazidas em avaliação geralmente existem condições para sua aplicação com eficiência. Unidades homogêneas distintas devem ser representadas por amostras também distintas, em função das variações da mineralogia, estrutura, textura e outros atributos visíveis. (ARIOLI e ANDRIOTTI, 2024)
Quando feita em superfície ou subsuperfície, são estes os parâmetros para amostragem de canal:
- Dimensões: dependem da regularidade do corpo de minério.
- O comprimento do canal depende da litologia ou da espessura do minério.
- Profundidade do canal: entre 3 e 5 cm.
- Largura 5 a 20 cm.
- Espaçamento entre canaletas ~ 1 em 1 metro.
No caso de amostragem de canal em mina subterrânea, a área deve ser limpa para remover poeira, sujeira, limo e sais solúveis, por qualquer um dos três processos:
(1) lavar com mangueira (ar/água),
(2) esfregar com escova dura ou
(3) lascar a parte externa das rochas para alisar a face de amostragem.
Um canal horizontal linear é cortado entre duas linhas marcadas em uma largura e profundidade uniformes (Figura 8). A largura pode ficar entre 5 e 10 cm, a uma profundidade de 1-2 mm. O comprimento da amostra varia dependendo da variação na mineralização.
As ferramentas padrão são o martelo e um cinzel de ponta afiada feito de aço para perfuração ou o martelo pneumático com uma ponta pontiaguda/cinzel (Figura 8). Enquanto o amostrador corta o canal, uma segunda pessoa coleta lascas, fragmentos e finos em uma caixa limpa, saco ou sobre uma lona espalhada no chão. Uma amostra de 1 m de comprimento pesará aproximadamente 1-2 kg.
Figura 8 - Apresentação esquemática da amostragem do canal de exposição mineral na parede transversal da mina superficial e subterrânea em intervalos de 1 m. (EKKA, 2020)
Amostragem de fragmentos ou lascas
As amostras pontuais, de fragmentos ou lascas, nunca devem ser usadas em trabalhos de prospecção, mas apenas no controle de qualidade em frentes de lavra, quando o método já foi comparado com canais e aprovado em sua precisão (ARIOLI e ANDRIOTTI, 2007).
A amostragem de fragmentos ou lascas é melhor que a de canal, no caso de mineralização distribuída ou disseminada irregularmente, dificilmente reconhecida a olho nu. Neste caso, deve-se lascar fragmentos de até 2 cm de tamanho cobrindo toda a exposição da superfície das paredes e teto, em um intervalo regular em grade de 25 cm x 25 cm (Figura 10). A área é limpa antes do corte da amostra. O amostrador retira fragmentos com um martelo e um cinzel pontiagudo. As lascas são recolhidas em uma caixa ou sacola limpa ou em uma lona estendida no chão. O peso das amostras de uma área de 3 m x 3 m está entre 1 e 2 kg. (EKKA, 2020).
Logicamente, para estudos petrográficos os fragmentos precisam ser de tamanhos maiores, adequados para a preparação de lâminas petrográficas.
A amostragem de canal é trabalhosa, tediosa, demorada e cara em comparação com a amostragem de fragmentos. A amostragem de fragmentos é preferida devido ao baixo custo, identificação mais rápida de contatos mineralizados e avaliação rápida do teor da área.
Figura 10 - Amostragem de fragmentos (+) de parede/face em depósitos do tipo veio irregular, como veios de quartzo auríferos. (EKKA, 2020)
Amostragem de: resíduos, aleatória, pilha e vagão
A amostra de resíduos é composta por algumas pás manuais ou pás mecanizadas cheias de fragmentos mineralizados e finos coletados na frente de mineração ou nos pontos de extração do realce (Figura 11). Essas amostras coletadas da produção da mina são úteis para comparação com estimativas de perfuração, bem como valores de amostra de cascalhos/pó de britadeiras e perfurações de furos longos. Os valores raramente coincidem no dia a dia. Contudo, o grau médio de produção durante um período de uma semana, quinzena, mês, trimestre ou ano pode ser comparável, dependendo da heterogeneidade do depósito. Também ajuda a indicar a diluição intrínseca da mineração. (EKKA, 2020)
Figura 11 – Ilustração de amostragem de resíduos coletada de todos os lados usando uma pá manual ou pá mecanizada, dependendo do volume da amostra. (EKKA, 2020)
A amostragem de resíduos é feita em áreas com trabalhos antigos para avaliar a adequação e o teor do material de rejeito.
A amostragem aleatória ocorre em qualquer estágio da exploração, especialmente durante a produção da mina, para estimar rapidamente o teor do material bruto. As amostras são coletadas aleatoriamente de materiais soltos e quebrados de várias fontes, evitando incluir objetos estranhos.
A amostragem de pilha (“bulk” / massa) compreende um grande volume de material (100-1.000 toneladas) representando todos os tipos de minerais de um corpo de minério inteiro, para fins de avaliação de depósitos e determinação de características tecnológicas do minério, em escala de laboratório, bancada ou industrial, seja também para fornecer informações preliminares sobre minerais industriais. No caso de minérios com teores e granulação altamente variáveis, como nos depósitos de W, Sn, Mo, Au, Pt, micas e gemas, a amostragem de pilha oferece resultados mais precisos que os demais tipos de amostragem.
As amostras são coletadas de diferentes partes de estoques gerados em poços de teste de superfície, cortes transversais subterrâneos e minério bruto de produção regular. O melhor equipamento de coleta são as pás mecânicas para movimentar grandes volumes. O material total é completamente misturado para reduzir a heterogeneidade. (EKKA, 2020)
Amostragem de Carro/Vagão e de Chute
A amostragem de carro compreende um punhado de pedaços quebrados recolhidos aleatoriamente da calha de minério à medida que o carro da mina é carregado ou a cada 5/10/15 cargas do carro de minério de uma mina subterrânea (Figura 12), ou dumpers/caminhões de uma mina de superfície, ou teleféricos que transportam minério para plantas de beneficiamento e fundições integradas ou de terceiros. Os valores de amostra são comparados entre o teor da mina bruta e o do cabeçote da usina, para avaliação, controle de teor e balanceamento. (EKKA, 2020)
Figura 12 - Amostra de carro em mina subterrânea coletando-se um punhado de minério aleatoriamente em carros de mina. (EKKA, 2020)
AMOSTRAGEM SUBTERRÂNEA
Os métodos importantes de amostragem subterrânea são a amostragem de frente de lavra (ou avanço) através de canal, sulco ou pontos escolhidos; amostragem instantânea de vagão/chute e de resíduos; amostragem de massa/volume (bulk) e amostragem de perfuração percussiva, rotativa e brocas diamantadas.
A amostragem de frente de lavra se dá em superfícies expostas de minério e estéril, sejam elas em realces ou frentes de desenvolvimento. São coletadas em sulcos ou canais de profundidade e largura uniformes em toda a face ou coleta de lascas aleatoriamente em toda a parede.
No caso de perfuração por percussão, a broca de percussão ou batedeira cava um buraco vertical usando o princípio de uma broca de carboneto de tungstênio encaixada em um martelo, levantada alguns metros e deixada cair (Figura 13) para atingir o fundo do furo. Os cortes da rocha produzem lama provocada pela descida da água. O material triturado é removido do fundo do furo em intervalos regulares para formar uma amostra.
A perfuração por agitação é adequada para formação mole e média. A broca de corte precisa ser reafiada frequentemente em formações duras, resultando em baixo progresso e alto custo de mão de obra. A capacidade da broca rotativa é limitada a furos relativamente curtos de 10 a 50 m.
Figura 13 - Perfuração por percussão em operação para análise de rocha e teste rápido de alvo para ocorrências minerais com baixo custo e tempo reduzido (o martelo é detalhado na foto). (EKKA, 2020)
A amostragem de testemunho perfuração rotativa com coroa de diamante corta/divide o núcleo ao longo de seu comprimento em duas metades idênticas ou imagens espelhadas em relação à distribuição mineral, conforme observado durante o corte. Metade é triturada, reduzida e enviada ao laboratório para análise química. A outra metade é preservada nas caixas centrais como registro primário para futuros estudos de verificação. A segunda metade também pode ser usada como amostra composta para testes metalúrgicos durante a fase inicial de exploração para desenvolver um diagrama de fluxo do processo de beneficiamento em escala laboratorial.
Na amostragem de perfuração percussiva/rotativa combinadas, a broca percussiva e rotativa usa uma broca de carboneto de tungstênio fixa ou removível que penetra no solo devido à ação resultante de movimentos percussivos e rotativos, por exemplo, perfuratriz (jackhammer) (Figura 14) e wagon drills. A ação percussiva produz um impacto vertical na haste de perfuração para quebrar as partículas de rocha. Essas perfuratrizes são usadas principalmente para o desenvolvimento de túneis, frentes avançadas de mineração e para quebrar grandes rochas em áreas de construção. Elas têm uso limitado na exploração mineral. As amostras são usadas para estimar antecipadamente o conteúdo metálico de exposições de grandes rochas e a qualidade da explosão da mina, para controle de teor e programação.
Figura 14 - Perfuração com britadeira em mineralização rica em sulfeto para uso multiuso como desenvolvimento de face de mina subterrânea e fonte de amostra para continuidade de minério e controle de teor. (EKKA, 2020)
A amostra de testemunho ou núcleo é a melhor e mais autêntica amostra, obtida através de perfuração com brocas diamantadas. É uma peça cilíndrica de um ou múltiplos pedaços de rocha cortada (Figura 15) com o avanço da broca. O testemunho representa a geologia subterrânea da seção perfurada e serve para amostra para petrologia e análises químicas.
Figura 15 - Núcleo de perfuração padrão mostrando esfalerita estratiforme e galena em rocha hospedeira de silicato de cálcio, com a linha de lápis vermelha marcada para divisão em duas metades quase idênticas, na mina Rajpura-Dariba, Índia. (EKKA, 2020)
Material extraído e modificado de:
ANPGC - Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Amostras de rochas e fluidos. Obtido em: - https://www.gov.br/anp/pt-br/assuntos/exploracao-e-producao-de-oleo-e-gas/dados-tecnicos/amostras-de-rochas-e-fluidos. Acessado em: 16/07/2024.
ARIOLI, Edir Edemir e
ANDRIOTTI, José Leonardo Silva. (2007). Representatividade da amostragem a prospecção geoquímica. Obtido em: https://rigeo.cprm.gov.br/handle/doc/487. Acessado em: 13/07/2024.
COE, Angela. Geological Field Techniques. The Open University. UK : Wiley-Blackwell, 2010.
EKKA, Melvin A. Methods of rock, soil, stream sediments, vegetation and vapour sampling. DSPMU University, Ranchi. Department of Geology. Paper - CC GEOL 401, 2020.
GGTE – UNICAMP. Prospecção geológica: investigações em superfície e subsuperfície. Obtido em: Prospecção geológica. Investigações em superfície e subsuperfície - PDF Download grátis (docplayer.com.br). Acessado em 13/07/2024.
SGB-CPRM. Guia de procedimentos técnicos : volume 1 – cartografia geológica / Organizadores Vladimir Cruz de Medeiros [e] Lúcia Travassos da Rosa-Costa. Brasília : CPRM, 2020. 170 p. ISBN: 978-65-5664-023-5.
Márcio José dos Santos: Geólogo, Mestre em Planejamento e Gestão Ambiental (PUC-Brasília), Mestre em Administração (Fac. Pedro Leopoldo), professor.
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