O processo de gênese pelos quais foram gerados os minérios de ferro hospedados em formações ferríferas bandadas é um assunto ainda bastante discutido. Na literatura há alguns modelos e dentre eles estão os processos hidrotermais, supergênicos e hipogênicos (Rosière & Chemale Jr. 2001; Dorr II & Barbosa 1963).
No processo hidrotermal, os minérios de ferro são formados pela lixiviação da sílica e oxidação dos minerais de ferro a partir da ascensão de águas quentes derivadas de magmas básicos. Os corpos de hematita de alto teor de Itabira (QF/Brasil) apresentam origem hidrotermal e teriam sido formados por substituição metassomática de itabiritos silicosos ou itabiritos dolomíticos, a partir da mobilização da hematita que substitui o quartzo e carbonatos presentes nas formações ferríferas. Essa substituição teria ocorrido durante os processos metamórficos e elevadas pressões e temperaturas, e os fluidos estariam relacionados com gnáisses e granitos do embasamento (Dorr II & Barbosa 1963).
O enriquecimento supergênico ocorre pelo intemperismo químico, que ocasiona o lixiviamento de minerais ganga, como quartzo e carbonatos e reprecipitação de minerais de Fe, como hematita e goethita. Já o enriquecimento hipogênico está relacionado ao processo de percolação de fluidos hidrotermais em zonas de fratura ou falha, causando a lixiviação de minerais e a reprecipitação de outros (Ribeiro 2003).
As rochas da Formação Cauê sofreram, pelo menos, dois tipos de eventos tectônicos que enriqueceram o minério de ferro de alto teor: intrusões de rochas máficas e graníticas e metamorfismo de fáceis xisto-verde. Foram propostos modelos para explicar a origem de minérios de ferro de alto teor a partir de formações ferríferas bandadas envolvendo dissolução hidrotermal da sílica e introdução simultânea de Ca-Fe-Mg-carbonatos nas formações originais. Esses processos seriam seguidos de lixiviação de carbonatos para a formação de minério de ferro de alto grau (Taylor et al. 2001; Thorne et al. 2008).
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Dorr II (1964) caracterizou a origem dos minérios friáveis do QF como supergênica e concluiu que estes minérios foram formados pela lixiviação da sílica e dolomita (quando presente) por águas meteóricas e enriquecimento residual do ferro. Pelo fato de não ter sido encontrado evidências de silicificação na região, conclui-se que a sílica dissolvida foi carreada para fora do sistema e não foi precipitada. Segundo o mesmo autor há quatro fatores que controlam o processo supergênico: a fisiografia, que está relacionada a formação de ganga que protege o itabirito de processos erosivos; a variação climática (os verões chuvosos e o inverno seco favorece a lixiviação do quartzo por águas meteóricas); a granulometria do quartzo (o tamanho do grão interfere na sensibilidade aos processos de lixiviação); e a composição das formações ferríferas (alguns itabiritos são mais susceptíveis a lixiviação, como o itabirito dolomítico).
Segundo Rosière & Chemale Jr. (2001), no QF pode-se encontrar três tipos de mineralização: não-tectônicos (hipogênicos e supergênicos) que são concocordantes ao bandamento e sem aparente condicionamento genético à estrutura genética; sin-tectônicos (hipogênicos) com claro condicionamento genético à estrutura tectônica; e pós-tectônico (supergênico) onde a estrutura é um fator auxiliar à extensão da mineralização o que facilita a percolação de fluídos não havendo condicionamento genético. A presença de corpos de grandes dimensões, altos teores e homogêneos, como os encontrados na Mina de Águas Claras, são reflexos da incidência de dois ou três desses processos.
Beukes et. al (2003) ao estudar os minérios hematíticos de alto teor de diversas partes do mundo encontrou três tipos de processos de gênese: processo supergênico paleo em Sishen-Beeshoek na África do sul, que ocorre imediatamente abaixo de uma grande discordância erosiva e em faixas não mineralizadas das BIF; processo hidrotermal em distritos de Thabazimbi na África do sul, distritos de Dalli-Rajhara na Índia e Província Hamersley na Austrália, que não estão associados a qualquer tipo de discordância; processo supergênico com modificação hidrotermal no QF e distritos Carajás no Brasil e Noamundi na Índia, esses minérios apresentam grandes volumes de minérios friáveis saprolíticos que derivam de enriquecimentos supergênicos de alterações hidrotermais das FFB ao lado de minério hematítico duro oriundos de processos hidrotermais.
Spier et al. (2003), ao analisarem formações ferríferas das Minas de Águas Claras e do Pico sugerem que o minério de ferro de alto teor foi formado por processo hidrotermal e o macio por processos supergênicos, sendo que no último caso a ganga teria sido lixiviada por fluidos supergênicos.
Segundo Clout & Simonson (2005), os minérios de ferro hospedados em BIF e GIF podem ser formações ferríferas não enriquecidas (30 - 45% de Fe em peso), os minérios que passaram por processos supergênicos (minério martítico-goethítico com 56 - 63% de Fe em peso) e os minérios que
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passaram por processos supergênicos com modificações hipogênicas ou metamórficas (minérios hematíticos de alto teor com 60 - 68% de Fe em peso).
Spier et al. (2007) sugerem dois tipos de mineralização de minério de ferro de alto grau da Mina de Águas Claras (QF): hipogênico e supergênico. Sugere o processo hipogênico, devido à presença de minério compacto dentro do itabirito dolomítico e o processo supergênico, devido à presença do minério friável indicado pela formação de ferrohidratos e óxidos de manganês durante a dissolução de dolomita do itabirito dolomítico (Spier et al. 2008).
Segundo Amorim & Alkmim (2011), o minério de ferro do QF apresenta duas classes genéricas: hipogênese e supergênese. A primeira classe compreende hematita compacta ou dura, compreendendo corpos com teor de ferro > 66%, hematita maciça e corpos hematíticos foliados e bandados. Já os minérios oriundos do processo de supergênese incluem hematita macia, itabirito enriquecido e crosta laterítica. Sendo que processos morfotectônicos que atuaram no QF criaram condições para uma circulação lateral e vertical de água dentro das camadas da Formação Cauê, causando lixiviação da sílica e dolomita de itabiritos e assim formando os minérios supergênicos como a hematita macia pura com teor de ferro > 64% e um enorme volume de itabiritos friáveis. Além dessas classes de minérios de ferro existentes no QF, há também as rochas frescas ou FFB não enriquecidas que compreendem itabirito compacto e itabirito compacto duro.