Modelagem geoestatística da Mina Saivá, Rio Branco do Sul-PR

Abstract

Resumo: O presente trabalho consiste na aplicação e discussão de técnicas geoestatisticas para o entendimento da variabilidade espacial dos tipos de minério constituintes da mina Saiva. Este deposito localiza-se no município de Rio Branco do Sul, no Estado do Paraná - Brasil, e pertence a Cia de Cimento Portland Rio Branco - VOTORANTIN. Constitui-se de uma sequencia de rochas do proterozoico médio a superior, pertencentes ao Grupo Acungui, Formacao Votuverava. Os principais litotipos são metacalcarios, metadolomitos, metamargas e filitos, representativos de uma sequencia plataformal carbonatica, metamorfizados em baixo grau. Os dados utilizados para esta analise sao resultantes de uma campanha de prospecção realizada na década de 70, cujos testemunhos de sondagens foram analisados quimicamente para diversos óxidos, a saber: Si, Al, Fe, Ca, Mg e K. Pela forma sistemática como foi feita a pesquisa, estas amostras tem uma posição espacial conhecida dentro do corpo de minério. A analise estatística descritiva para estas variáveis mostra que, embora algumas distribuições sejam levemente assimétricas, o coeficiente de variação e baixo, indicando dados com valores pouco erráticos. As condições de estacionariedade evidenciam que os dados são homogêneos, ora na media ora na variância. A variografia exploratória, realizada em duas e três dimensões, mostra que, devido a uma forte heterogeneidade na amostragem, somente os variogramas direcionais ao longo dos furos de sondagem evidenciam uma estrutura de covariância espacial. A modelagem dos variogramas indica que ha dois comportamentos de variabilidade espacial: o primeiro evidenciado nos variogramas construídos com lags menores, cujos alcances estão em tomo de 10-20 metros, associados a uma variabilidade litológica de menor escala e um segundo para lags maiores, com alcances em tomo de 40-60 metros, que representam a variabilidade espacial em maior escala. Alguns variogramas sugerem a presença de uma segunda estrutura, cujos alcances atingem em media 60-100 metros. As estimativas realizadas por krigagem ordinária foram efetuadas para blocos de vários tamanhos, com o intuito de verificar as diferenças das medias dos valores estimados, bem como o ganho operacional e visual para cada modelo. O modelo de bloco de dimensão 10x10x15m foi o que se mostrou mais adequado para a representação espacial da variáveis, que, alem de mostrar um erro de estimativa aceitável, e o modelo que mais se aproxima da unidade de lavra utilizada atualmente na mina Saiva. Os resultados obtidos das krigagens 3D evidenciam dois controles na variação dos teores: 1) em maior escala, provavelmente um controle litológico - sedimentar, que teria condicionado a individualização de grandes faixas NE, com alto e baixo MgO, respectivamente, nas quais o SiO apresenta uma distribuição mais constante; 2) em menor escala, provavelmente um controle litológico - metamórfico, que estaria representado pela repetição de pequenas faixas ou ciclos em tomo de 30 a 40 metros, observados em um trend N30-40E com caimento para NW; tal variação de teores esta refletida tanto no Mg quanto na Si, mas principalmente na Si, por esta apresentar a característica de maior mobilidade durante processos de metamorfismo.

Abstract: Geoestatistical techniques are applied and discusses in the study of limestone ore of the Saiva mine. The Cia de Cimento Portland Rio Branco - VOTORANTIN is the owner of the mine, which is located in Rio Branco do Sul, State of Parana, Brazil. The ore rocks have intermediate to upper proterozoic ages and belong to Votuverava Formation, Acungui Group. The main lithologies are metalimestones, metadolomites, metamarbles and phyllites, representative of a platformal sequence of low-grade greenshist facies metamorphism. The data used for the geoestatistical analysis are from an exploration project carried out in 70 S, whose drill cores were analyzed chemically for several oxides, including: Si, Al, Fe, Ca, Mg and K. Due to the systematic research, the samples have a known position inside the ore body. Descriptive statistical analysis for these oxides shows that, despite a small skewness in the frequency distributions, the coefiicient of variation is low, indicating that the data set can be geoestatistically analyzed. The stacionarity conditions show that the data are homogeneous in relation to the mean or to the variance. 2D and 3D exploratory variography shows that, because of a strong heterogeneity in the sampling, only the directional variograms along the drill holes evidence a well behaved spatial covariance. The modeled variograms suggest that there are two types of spatial variability: the first one evidenced in the smaller lags variograms, whose ranges are about 10-20 meters, related to a lithologic variability of smaller scale and the second one for larger lags, with ranges reaching 40-60 meters, representing the larger scale variability. Some other variograms suggest the presence of a second structure, whose ranges reache 60- 100 meters. The estimate was done by ordinary kriging, for blocks of several sizes, with the objective of verifying the differences of the averages of the estimated values, as well as the operational and visual advantages of each model. The model of 10xl0xl5m block dimension presents the better result for spatial representation of the oxides distribution, whose estimates present acceptable variance. Besides, it is a block size close to the mined unit size in the Saiva mine. Results in the 3D kriging evidence two Controls in the grade variation: 1) in a larger scale, probably a lithologic-sedimentary one, which controlled the individualization of NE belts, with high and low MgO, respectively, in which SiO presents a more constant distribution; 2) in a smaller scale, probably a metamorphic-lithologic control, associated with repetitive small trends or cycles around 30 to 40 meters, striking N30-40E and dip to NW; such variation of grades is seem both Mg and Si, but mainly in Si, because of its of larger mobility during metamorphism.