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Technical Report NTB 90-21

Pogos de Caldas Report No.3 Mineralogy, petrology and geochemistry of the Poços de Caldas analogue study sites, Minas Gerais, Brazil.

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Die Thorium-Seltene-Erden-Elemente (Th-SEE)-Lagerstätte von Morro do Ferro wurde durch eindringendes Oberflächenwasser unter lateritischen Verwitterungsbedingungen gebildet. Der Erzkörper bildet oberflächennahe, nach NW-SE gedehnte tonige Linsen, die sich von der Hügelkuppe dem SE-Hang entlang nach unten erstrecken. Die Lagerstätte ist von Magnetitgängen bedeckt, welche das darunterliegende, stark verwitterte, tonige Muttergestein vor starker Erosion schützte. Die umgebenden Gesteine sind eine Sequenz von subvulkanischen Phonolit-Intrusionen, die durch hydrothermale Prozesse und Einwirkung von Oberflächenwasser stark verändert wurden.

Aus petrologischen, mineralogischen und geologischen Untersuchungen sowie aus Massenbilanz-Rechnungen kann geschlossen werden, dass das stark verwitterte Muttergestein ursprünglich karbonatitische Zusammensetzung hatte und in Bezug auf die umgebenden Silikatgesteine an Thorium und Seltene-Erden-Elemente (SEE) angereichert war. Die Intrusion von Karbonatit führte zu einer fenitischen Veränderung der umgebenden Phonolite und zwar zunächst durch die Einwirkung von Kalium, gefolgt von einer gangartigen Th-SEE-Vererzung in Begleitung von Fluorit, Karbonat, Pyrit und Zirkon. Die nachfolgende lateritische Verwitterung zerstörte den Karbonatit vollständig und führte zu der noch verbleibenden Anreicherung von Th und SEE.

Die anfängliche Verwitterung von Karbonatit könnte durch Bildung von karbonat­ und phosphatreichen Lösungen wesentlich zur Verlangsamung der Auflösung der primären Th-SEE-Phase beigetragen haben. Stark oxidierende Verwitterung führte zu einer Trennung zwischen Cerium und den anderen leichten Seltene-Erden-Elementen (LSEE). Ce3+ wurde zu Ce4+ oxidiert und zusammen mit Th4+ unter Bildung sekundärer Mineralien und durch Adsorption an Eisen- und Aluminium-Oxyhydroxiden zurückgehalten. Dagegen wurden die 3-wertigen LSEE weniger stark fixiert und konnten so in grössere Tiefen gelangen. Die saisonalen Schwankungen des Infiltrationswassers in das Verwitterungsprofil könnten zum Verständnis der beobachteten Wiederholung der Schichtfolge von Th-Ce- und darunterliegenden LSEE-Anreicherungszonen beitragen.

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