A mineração de ferro no Brasil tem um importante papel na balança comercial favorável do país. O minério de ferro está entre os principais produtos de exportação e, por conta de sua intensa atividade de extração, novas políticas de controle ambiental estão sendo implementadas. Visando balancear a atividade econômica com a preservação do patrimônio ambiental, a partir de 2008, a catalogação e a classificação do grau de relevância de cavernas passaram a ser critérios de licenciamento ambiental para implantação de empreendimentos ligados a atividades minerárias. Isso motivou o desenvolvimento do presente trabalho de investigação acerca dos espeleotemas fosfáticos das cavernas ferríferas de Carajás, em que objetivou-se detalhar os minerais fosfáticos e sua gênese mediante dados geoquímicos, petrográficos, em conjunto com dados de difratometria de raios-X, análise térmica, infravermelho e microscopia eletrônica. A pesquisa consistiu no estudo de oito cavernas ao longo das encostas dos platôs de N4 e N5 da Serra Norte, Carajás. As curvas DSC-TG ajudaram na diferenciação de dois grupos de fosfatos, pois a leucofosfita-esfeniscidita apresentou dois eventos endotérmicos em 323,4 e 400°C atribuídos, respectivamente, à remoção de OH e NH4, enquanto a strengita-fosfosiderita não apresentou. O espectro no infravermelho permitiu a identificação do grupo funcional NH4, reconhecido pelas bandas de absorção centralizadas em 1430 e 3040 cm-1 que, associado a outros dados da pesquisa, puderam confirmar a presença da esfeniscidita. Os valores dos parâmetros de cela unitária da esfeniscidita, calculados pelo refinamento Rietveld em dados de DRX, revelaram dimensões e angulações ligeiramente menores ao descrito na literatura (a = 9,803 Å, b = 9,722 Å, c = 9,858 Å, ß =102,78°); isso deve-se a uma maior substituição de K por NH4 e Al por Fe. Baseado nos dados geoquímicos dos espeleotemas fosfáticos e da laterita fosfatizada, observou-se um enriquecimento considerável de P2O5, Zn, Ni e Rb quando comparados aos teores encontrados no saprólito de jaspilito e na crosta laterítica. Os dados geoquímicos e petrográficos, associados à presença do guano no interior das cavernas, apontaram forte relação genética entre os minerais fosfáticos e os excrementos de morcegos. O guano, ao sofrer decomposição, liberou ácido fosfórico que, ao percolar o substrato laterítico, reagiu e substituiu hidróxidos de ferro por minerais fosfáticos, com concomitante assimilação dos elementos metálicos, que por sua vez foram bioacumulados ao longo da cadeia alimentar dos morcegos, com uma alimentação de plantas ou insetos.
Iron ore mining in Brazil is important for maintaining the country’s positive trade balance. Iron ore is among the country’s main exports, and as a result of intense extraction, new environmental policies have been implemented. In an attempt to balance economic activity and environmental conservation, an inventory and a relevance-based classification of caves were implemented in 2008 as criteria for environmental licensing of mining ventures. This implementation motivated the present study of phosphate speleothems in iron caves in the Carajás Mineral Province. The objectives of this study were to describe the phosphate minerals and their formation processes based on data from geochemical and petrographic analysis in concert with X-ray diffraction, differential scanning calorimetry coupled with thermogravimetry, infrared and scanning electron microscopy. We studied eight caves where the development of phosphate speleothems appeared to be directly associated with the presence of guano. DSC-TG curves allowed us to identify two phosphate groups: leucophosphite-spheniscidite, which displayed two endothermic events at 323.4 and 400 °C attributed to OH and NH4 removal, respectively, and strengite-phosphosiderite, which displayed no such events. Infrared spectra allowed us to identify the NH4 functional group, related to the presence of spheniscidite, based on absorbance bands centered at 1430 and 3040 cm-1. Values of the unit cell parameters for spheniscidite, calculated by Rietveld refinement, revealed dimensions and angulations slightly lower than those reported in the literature (a = 9.803 Å, b = 9.722 Å, c = 9.858 Å, β = 102.78°). These smaller values are attributed to increased substitutions of K for NH4 and Al for Fe. Based on the geochemical analysis, significant enrichment in P2O5, Zn, Ni and Rb was detected, suggesting that bat guano was a potential source of these elements. Guano decomposition releases phosphoric acid, which percolates the lateritic substrate reacting and substituting iron hydroxides for phosphate minerals, with simultaneous assimilation of metals that had been bioaccumulated and excreted by bats.