PPGECRN - Doutorado (Teses)

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Análise bioestratigráfica, paleoecológica e sedimentológica das bacias terciárias do Gandarela e Fonseca - Quadrilátero Ferrífero - Minas Gerais, com base nos aspectos palinológicos e sedimentares.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2001) Maizatto, José Ricardo; Gomes, Newton Souza
A análise palinológica das rochas pertencentes às bacias de Fonseca e Gandarela revelou os seguintes aspectos: Bacia de Fonseca • Foram identificadas duas zonas palinológicas e duas unidades cronoestratigráficas: Zona Retibrevitricolpites triangulatus (Eoceno Superior) e Zona Dacrydiumites florinii (Oligoceno). • Durante o Neoeoceno vigoraram climas tropicais, e a partir do Oligoceno verificou-se uma mudança para condições climáticas subtropicais. • As variações fenotípicas apresentadas pela microalga Botryococcus braunii foram associadas às condições estressantes do ambiente. Bacia do Gandarela • De acordo com a análise do padrão de distribuição de palinomorfos, realizada no intervalo entre o Neoeoceno ao Eomioceno, foram observadas concentrações elevadas nas porções mais rasas da bacia. Os grãos de pólen de angiospermas e gimnospermas apresentaram uma distribuição mais ampla, quando comparada com a distribuição dos esporos de pteridófitas, devido a sua maior capacidade de flutuação. A análise sedimentológica revelou os seguintes aspectos: Bacia de Fonseca • Foram definidas cinco fácies sedimentares relacionadas à depósitos de canal meandrante, meandro abandonado e lagoa de cheia. Bacia do Gandarela • Foram descritas sete fácies sedimentares associadas à depósitos lacustres e de fluxos de detritos. Entre o Neoeoceno e o Eomioceno ocorreram variações na direção do aporte sedimentar, identificadas através da migração dos depocentros. Sobre o tectonismo: • A atividade tectônica nas duas bacias foi mais intensa durante o Oligoceno, sendo responsável pela geração de falhas normais sindeposicionais e altos e baixos estruturais.
Evolução tectônica de um fragmento do Cráton São Francisco Meridional com base em aspectos estruturais, geoquímicos (rocha total) e geocronológicos (Rb-Sr, Sm-Nd, Ar-Ar, U-Pb).
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2004) Oliveira, Arildo Henrique de; Carneiro, Maurício Antônio
Os estudos abordados nessa teseenvolveramos gnaisses, anfibolitos, gabros e gabronoritos das unidades gnáissicas, anfibolíticas, supracrustal e máfica fissural. Os resultados obtidos foram importantes no trato da evolução tectônica do Complexo Metamórfico Campo Belo (CBC) na porção meridional doCráton São Francisco. Os resultados, ora apresentados, forambalisadosempetrografia, geologia estrutural, geoquímica em rocha total (elementos maiores, traços e REE) e geocronologia(Rb-Sr e Sm-Nd em rocha total, Ar-Ar em anfibólios e biotitas de gnaisses, anfibolitos, gabros e gabronoritos e U-Pb em zircões de gnaisses). Esses dados mostraram que a região foi submetida a múltiplos episódios tectonotermais que vão do Arqueano ao Proterozóico. Os estudos petrográficos mostraram três picos metamórficos bem distintos: o primeiro atingiu a fácies granulito e afetou as três unidades gnáissicas e anfibolítica. O segundo situa-se na fácies anfibolito e está bemcaracterizado nas rochas máfica-ultramáficas e pelíticas da unidade supracrustal. O terceiro picoesta caracterizada por um retrometamorfismo regional para fácies xisto-verde. O padrão estrutural mais significativo que afetou a área estudada está associado ao vigoroso evento de migmatização eà geraçãoda Zona de Cisalhamento Cláudio (NE/SW com cinemática dextral). As estruturas mais tardias são o fraturamento crustal de direção NW-SE ondese posicionaram os diques de gabros e gabronoritos. Os estudos geoquímicos foramfocados apenas nos gnaisses das unidades de Cláudio, Itapecerica e Candeias. Os resultados mostraramque as rochas da região sofreram múltiplas perdas de alguns elementos, principalmente de incompatíveis. Os resultados mostraramque o padrão geoquímico das rochas félsicas, principalmente em se tratando dosgnaisses de fácies granulito (enderbitos) e charnockitos, mostram particularidades distintas, principalmente quando comparados com metagranitóides arqueanos ou com a média das crostas superior e inferior e crosta total. Foi observado tambémque para alguns dos elementos traços incompatíveis (e.g. Cs, U, Nb, Ta e W), a mobilidade foi muito alta. Alguns dos elementos (e.g. Cs, Rb e U) são considerados móveis com a presença de fluidos, porém outros (i.e. Nb, Ta, W) sãoconsiderados imóveis. Esses elementos também se encontram com razões baixas. Já os dados geocronológicos dos gnaisses, anfibolitos, gabronoritos e gabros mostram resultados por volta de: 2.9-2.7 Ga (U-Pb), 2.6 Ga (Rb-Sr), 2.05 Ga (U-Pb), 2.0-1.9 Ga (Ar-Ar), 1.7 Ga, 1.0Ga (Ar-Ar), 0.5 Ga (U-Pb). Este conjunto de informações permitiucaracterizar pelo menos sete eventos tectonotermais para a região de Cláudio e imediações. O evento de 2.9-2.7 Ga é interpretadocomoa idade do protólito das rochas estudadas.O evento de 2.6 Ga foi caracterizado comoumpossível evento metamórfico. A esse evento foi indexada a formação da Zona de Cisalhamento Cláudio. O evento de 2.05 Ga ficou bemevidenciado noscharnockitos e mostrou que a região esteve sob eventos que atingiu a fácies granulito de metamorfismonesse período. Já os eventos de 2.0-1.9Ga, ~1.7Ga e 1.0 Ga foram bemcaracterizados através dos dados de 40 Ar/ 39 Ar. As idades de 2,0-1,9 Ga foram correlacionadas aoresfriamento do evento de granulitização de 2.05Ga e não apenaso soerguimento da crosta siálica. Oseventos de1.7Ga e 1.0Ga estão associados ao magmatismo máfico fissural (gabronoritos e gabros respectivamente). Comesses resultados caracterizam-se pelo menos dois períodosde resfriamento crustal que devem estar relacionados ao posicionamento / cristalizações desse magmatismo fissural. O primeiro evento de magmatismofissural podeser correlacionado ao evento estateriano/rifte do Espinhaço. Já o segundo evento de magmatismo, comidade de aproximada de 1,0 Ga, foi o responsável pela reativação de falhas pré-existentes de direção NW-SE e pode sercorrelacionada ao rifte Macaúba. Emsuma, os resultados ora apresentados mostram que a estabilizaçãoda crosta siálica do Cráton São FranciscoMeridional, pelo menos na região de Cláudio, ocorreu no final do Mesoproterozóico e não noArqueano. Por fimo evento de 0.5 Ga que representa apenas umintenso distúrbio isotópico com conseqüente perda de Pb. Os dados ora apresentados foramde grandeimportância para o entendimento de algumas das lacunas até então pouco evidentes para a evolução da porção meridional do Cráton São Francisco. Entretanto, uma evolução similarjá foi mostrada paraa porção setentrional do Cráton São Francisco.
Coagulação/floculação de águas superficiais de minerações de ferro com turbidez elevada.
(2004) Guedes, Claudia Dumans; Lena, Jorge Carvalho de; Bottero, Jean Yves; Turcq, Bruno Jean; Bottero, Jean Yves; Thomas, Fabien; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Reis, Cesar; Varajão, Angélica Fortes Drummond Chicarino
A região do Quadrilátero Ferrífero, no estado de Minas Gerais, Brasil, sedia alguns dos depósitos de minério de ferro mais importantes do mundo. Nesta região localiza-se a Bacia Hidrográfica do rio Doce e a sub-Bacia do rio Piracicaba. A área em torno do alto e médio rio Piracicaba concentra um grande nú-mero de empresas mineradoras de ferro. A atividade mineira é considerada uma das responsáveis pelo aumento das taxas de lixiviação química e erosão dos solos e rochas da região. Neste trabalho investigou-se preliminarmente a dispersão de óxidos de ferro nos sedimentos do leito do alto e médio rio Piracicaba buscando uma possível correlação entre o acúmulo de sedimento e a existência de atividade de mineração na região. As amostras coletadas nas proximidades da nascente do rio mostraram os teores mais elevados de minerais de ferro, provavelmente carreados por afluentes do rio que drenam áreas de mineração. As concentrações de hematita nestes pontos são cerca de quatro vezes mais altas do que as concentrações médias observadas ao longo do trecho do rio estudado. Os resultados desta avaliação justificam o interesse pelo estudo da coagulação das águas superficiais de minerações por aqueles envolvidos com o equilíbrio ambiental e hidrológico do rio. O estudo empregou dois coagulantes: o tradicional sulfato de alumínio (alúmen) e um biopolímero natural Moringa oleífera. As águas superficiais consistem em suspensões de uma mistura mineral de goethita, hematita, cau-linita e quartzo, que apresentam carga superficial resultante positiva nas condições ambientais de pH. O alúmen apresentou um excelente desempenho na desestabilização destas suspensões ricas em óxidos de ferro. Seu mecanismo de atuação foi estudado e provavelmente envolve a adsorção específica dos produ-tos catiônicos da hidrólise do sal de alumínio sobre a superfície das partículas, sucedida por um processo de heterocoagulação que envolve partículas negativas e positivas presentes na suspensão. No entanto, desde os anos setenta, o emprego de alumínio vem encontrando severas restrições devido às suspeitas de sua associação com doenças neurodegenerativas, como o mal de Alzheimer e a doença de Parkinson, e câncer. O coagulante natural Moringa oleífera provem de uma árvore muita bem adaptada ao solo e às condições climáticas do Norte e Nordeste brasileiros, e amplamente empregada em países pobres da Áfri-ca como um eficiente coagulante para águas de alta turbidez. Não existem, até o momento, trabalhos pu-blicados sobre o emprego deste coagulante na desestabilização de suspensões ricas em óxidos de ferro. A eficiência e o mecanismo de coagulação/floculação do extrato aquoso das sementes de Moringa foram investigados por isotermas de adsorção, infravermelho, difração de Raios-X, espectroscopia Mössbauer, análise termogravimétrica, potencial Zeta e análise granulométrica. A fração ativa deste coagulante é constituída por proteínas catiônicas que adsorvem sobre a superfície das partículas de óxido. O mecanismo envolvido parece incluir duas etapas: a formação de uma monocamada de proteína que desestabiliza as partículas, sucedida pela formação de multicamadas responsáveis pela redispersão das partículas.
O lineamento Jeceaba-Bom Sucesso como limite dos terrenos arqueanos e paleoproterozóicos do cráton São Francisco meridional : evidências geológicas, geoquímicas (rocha total) e geocronológicas (U-Pb).
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2004) Campos, José Carlos Sales; Carneiro, Maurício Antônio
O Lineamento Jeceaba-Bom Sucesso (LJBS) é uma descontinuidade crustal, evidenciada por forte anomalia magnética. Esse lineamento se estende desde a região sul do Quadrilátero Ferrífero até as imediações das cidades de Bom Sucesso e Ibituruna. O fragmento crustal arqueano, situado a NW do LJBS teve uma evolução complexa, de caráter policíclico, contrapondo-se ao segmento SE, essencialmente paleoproterozóico. O terreno situado a NW do LJBS foi afetado por eventos tectonotermais do Mesoarqueano ao Paleoproterozóico. Nessa porção do Cráton São Francisco Meridional, foram caracterizadas a Suíte Ígnea Samambaia-Bom Sucesso, neoarqueana, formada pelo Trondhjemito Aureliano Mourão e pelos granitos Bom Sucesso e Morro do Ferro e a Suíte Ígnea SaltoParaopeba-Babilônia, do Neoarqueano tardio, constituída pelo Hiperstênio-Biotita Granodiorito Santo Antônio do Amparo e pelo Granito São Pedro das Carapuças. O Trondhjemito Aureliano Mourão, de assinatura TTG e o Granito Bom Sucesso apresentaram as idades U-Pb (método convencional) de 2809 ±250 Ma e 2753 +11/-9 Ma, respectivamente, enquanto o Granito Morro do Ferro teve sua idade, de cristalização ígnea, estabelecida em 2720 ±18 Ma pelo método U-Pb SHRIMP. Ainda nesse domínio, foi caracterizada a Suíte Metamórfica Desterro que compreende gnaisses e, subordinadamente, migmatitos e granitos, gerados por retrabalhamento crustal, no Neoarqueano tardio. A idade U-Pb de cerca de 2622 ±18 Ma (método convencional) para o evento de migmatização, nos domínios do Complexo Metamórfico Passa Tempo, foi obtida a partir de zircões do mesossoma e do leucossoma. O posicionamento sincrônico de granitos (e.g.granitos Bom Sucesso e Morro do Ferro) de características petroquímicas similares, numa crosta mesoarqueana, sugere uma extensão maior para o Evento Tectonotermal Rio das Velhas, caracterizado na região do Quadrilátero Ferrífero. No terreno situado a SE do LJBS, essencialmente paleoproterozóico, os granitóides, cuja composição varia desde tonalito-trondhjemítica até sienogranítica, foram agrupados em três suítes ígneas Essas suítes englobam litotipos de assinatura TTG e crustal (pré- e sin- a pós-colisionais). O Trondhjemito Pau da Bandeira e o Granodiorito Cassiterita pertencem à Suíte Ígnea Cassiterita-Tabuões. A Suíte Ígnea Ritápolis é formada pelo Trondhjemito/Granodiorito Ritápolis e pelo Granito Nazareno, enquanto a Suíte Ígnea São Tiago compreende o Tonalito Rio do Peixe, o Trondhjemito/Granodiorito São Tiago e o Granodiorito Rezende Costa. A idade U-Pb em zircão de 2127 ±7 Ma, obtida pelo método convencional, foi interpretada como de cristalização ígnea do Trondhjemito Pau da Bandeira. A idade U-Pb SHRIMP concordante de 2118 ±7,4 Ma, corresponde à idade de cristalização do Granito Nazareno, que é intrusivono Trondhjemito Pau da Bandeira. Por sua vez, o Tonalito Rio do Peixe e o Trondhjemito São Tiago forneceram, pelo método U-Pb convencional, as idades de 1937 ±22 Ma e 1887 ±19 Ma, respectivamente. Acredita-se que a evolução tectônica desse segmento crustal compreende uma dupla subducção. Um arco islândico se formou em função da subducção vergente para SW que, em sua fase inicial, deu origem aos granitóides paleoproterozóicos mais antigos. A outra, vergente para NE, em direção ao continente arqueano, foi responsávelpelo posicionamento de granitóides na crosta arqueana, na região a oeste de Bom Sucesso. A colisão arco-continente, vergente para NE, deu-se, possivelmente, antes de 2061 Ma. O LJBS teria funcionado como uma falha de transferência, durante essa colisão. As características geoquímicas do Tonalito Rio do Peixe e do Trondhjemito/Granodiorito São Tiago indicam que o posicionamento desses litotipos há 1937 ±22 Ma e 1887 ±19 Ma, respectivamente, se deu em ambiente de subducção de placas. Isto sugere que outra colisão, possivelmente entre segmentos diferentes do arco islândico, ocorreu, na região, durante o Paleoproterozóico.
Aspectos mineralógicos, micromorfológicos e texturais da pedogênese no sul do Complexo Bação, Quadrilátero Ferrífero, MG.
(2004) Figueiredo, Múcio do Amaral; Varajão, Angélica Fortes Drummond Chicarino; Fabris, José Domingos; Varajão, Angélica Fortes Drummond Chicarino; Curi, Nilton; Ker, João Carlos; Varajão, César Augusto Chicarino; Bacellar, Luis de Almeida Prado
Alguns aspectos dos processos de alteração superficial e seus reflexos na pedogeomorfologia Quaternária na sub-bacia do alto Ribeirão Maracujá, no Complexo Bação, Quadrilátero Ferrífero, MG, são aqui caracterizados. São investigados caracteres relativos à dinâmica evolutiva de três vertentes (topossequências 1, 2 e 3), situadas sobre gnáisses, mas com graus de erodibilidade diferenciados. Nos segmentos de alta vertente das topossequências 1 e 2, os perfis de solos são pouco desenvolvidos e autóctones. Na topossequência 3, no mesmo segmento, ocorre um latossolo com feições de aloctonia. Nos segmentos de meia vertente das três topossequências ocorrem perfis latossólicos espessos, desenvolvidos à partir de sedimentos coluviais provindos da alta vertente. Nos segmentos de baixa vertente há ruptura nos processos de transporte e deposição dos sedimentos, sendo o perfil de solo da topossequência 2 um Latossolo-câmbico autóctone e, nas topossequências 1 e 3, perfis desenvolvidos à partir de materiais alúvio-coluviais depositados sobre o saprolito gnáissico. Apesar da dinâmica evolutiva das três vertentes corroborar os modelos geomorfológicos tropicais até o segmento de meia vertente, à jusante, a ruptura do coluvionamento na baixa vertente, evidencia um recente desequilíbrio morfodinâmico. Além disso, as evidências micromorfológicas e mineralógicas não sinalizam correlação com susceptibilidade erosiva diferenciada verificada na área. Variações na porosidade de solos em diferentes estágios de intemperismo são também investigadas no presente trabalho. O material analisado em laboratório nesta fase consistiu em agregados in natura com cerca de 5 mm de diâmetro, submetidos às análises pelos métodos de sorção de nitrogênio a 77 K (N2 BET) e porosimetria por intrusão de mercúrio. A combinação dessas técnicas porosimétricas mostrou que as amostras oriundas dos horizontes de alteração mais desenvolvidos (latossolos) cujos constituintes materiais são de natureza alóctone além de deterem uma maior área de superfície apresentam maiores volumes adsorvidos e de intrusão, refletindo uma maior porosidade, e, uma ampla distribuição de classes porais na faixa de microporos, mesoporos e macroporos. As amostras de perfis menos desenvolvidos (cambissolos) mostram uma menor área poral, onde predominam os mesoporos de natureza textural. A terceira e última fase do trabalho consistiu na investigação mineralógica dos óxidos de ferro de horizontes B. Foram utilizadas três amostras, coletadas em três distintos perfis, nos segmentos de alta, meia e baixa vertente na topossequência 2 (VH). No laboratório, assim como na primeira fase, foram realizadas análises física (granulometria), química (composição dos elementos maiores por fluorescência de raios X - FRX) e mineralógica (difratometria de raios X - DRX e espectroscopia Mössbauer). Com base nos resultados analíticos de FRX e DRX, as amostras revelaram uma composição mineralógica similar semiquantitativa, constituída pela sequência quartzo >> gibbsita > caulinita > feldspatos > goethita. Os resultados Mössbauer a 4,2 K confirmaram somente a coexistência de goethita (majoritária) e hematita. Com base no conteúdo de alumínio isomorficamente substituinte estimado a partir dos campos hiperfinos, foram alocadas as fórmulas químicas para as goethitas: αFe0,79Al0,21OOH (alta vertente); αFe0,75Al0,25OOH (meia vertente) e αFe0,78Al0,22OOH (baixa vertente). Essas goethitas contém níveis distintos de substituição isomórfica por alumínio. Há evidências de que a dinâmica dos óxidos de ferro nos horizontes B dos respectivos segmentos de vertente sirva de testemunhos de paleoflutuações climáticas na área: goethitas mais aluminosas indicariam um ambiente úmido durante seu processo de formação, enquanto que as menos aluminosas indicariam um ambiente mais seco. Portanto, o presente trabalho procurou caracterizar a evolução pedogenética local, correlacionando-a com as transformações ambientais naturais ocorridas provavelmente no Neopleistoceno.
Étude petrologique et cristallochimique du kaolin de La rivière Capim – Pará, Brésil.
(2005) Sousa, Daniel José Lima de; Varajão, Angélica Fortes Drummond Chicarino
Le District kaolinitique du Rio Capim, localisé dans le nord du Brésil, dans la région Amazonienne, constitue un des plus importants dépôts de kaolin du monde. Connu par as blancheur élevée, ses applications concernent l’industrie de papier. Le kaolin s’est développé à partir des sédiments crétacés argilo-gréseux de la Formation Ipixuna où um intense processus latéritique ont eu lieu dés le Mesozoic au le Cenozoic. Le but de ce travail est de tracer l’évolution des faciès du kaolin du Rio Capim em considérant les aspects macro-morphologiques, minéralogiques, micro-morphologiques, texturaux cristallochimiques et chimiques. Ces études ont été réalisées sur les profils leves aux fronts de tailles de l’exploitation à ciel ouvert de la Société Imerys Rio Capim Caulim (IRCC) et les matériaux ont été analysées par chimie (ICP-MS, ICP-EAS), diffraction dês rayons-X, analyses thermiques et gravimétrique (ATD-ATG), microscopie optique, microscopie électronique à balayage (MEB-EDS) et à transmission (MET-EDS), dês analyses texturales par volumétrie d’adsorption d’azote, granulométrie par diffusion laser, des mesures de la capacité d’échange cationique (CEC), spectroscopies UV visible, spectroscopie infrarouge (IR), spectroscopie Mössbauer, L’ensemble ders données a été repris dans une étude statistiques par analyse en composantes principales (ACP) et enfin, des datations de monocristaux de zircons on été effectuées par la méthode Pb-Pb. Six faciès ont été définis (faciès grès, faciès soft, faciès de transition inférieur, fácies ferrugineux, faciès de transition supérieure, faciès flint) et reliés aux différentes étapes Du processus supergénène. Les faciès des transitions et ferrugineux sont les témoins d’um processus de ferruginisation qui a engendré la formation d’une épaisse cuirasse sur le fácies soft. Le faciès soft a été formé à partir du sédiment grès-argileux de la Formation Ipixuna (faciès grés). Le processus de ferruginisation a été suivi d‘un processus de déferruginisation à l’origine de la différenciation. La même assemblage de minéraux denses dans lês différents faciès montre que les sédiments ont une origine commune. Cette constatations a été corroboré par les études de provenances effectués sur les zircons des faciès flint et soft par la méthode de vaporisation Pb-Pb.
Rastreamento geoquímico de possíveis contaminações remanescentes de minerações de pirita no município de Ouro Preto, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2005) Martins, Cristina Maria; Roeser, Hubert Mathias Peter
No município de Ouro Preto, Minas Gerais, são conhecidas algumas regiões onde a pirita foi explorada com a finalidade de se produzir ácido sulfúrico. Sabe-se que os depósitos sulfetados geralmente contêm quantidades significativas de alguns elementos químicos, como - Hg, As, Cd, Pb, Zn, Cu, Co e Ni. Esses constituintes pertencem à gama dos elementos potencialmente tóxicos que, uma vez liberados em grandes quantidades em águas, sedimentos, solos ou plantas, podem causar contaminações. Vários dos elementos pesados são liberados e mobilizados por drenagem ácida, cuja formação é bastante comum em regiões de ocorrênciade pirita. A água pode adquirir um caráter ácido ao percorrer terrenos contendo sulfetos, que se oxidam sob a atuação de oxigênio e microorganismos específicos. Nesse processo, são gerados íons de H + , além de Fe 3+ e SO4 = . Quando a drenagem ácida entra em contato com vários minerais, ela libera e mobiliza elementos dos mesmos, concentrando-os, o que pode causar a contaminação de diferentes ambientes. O problema de geração de drenagem ácida e mobilização de elementos pesados é bastante comum em ambientes de minas que contêm sulfetos. Nesses locais, o processo de acidificação é acelerado pelas atividades exploratórias, que expõem grandes volumes de materiais à atuação da atmosfera. A presença de altas concentrações de elementos tóxicos torna-se agravante se esses elementos se encontrarem biodisponíveis. Quando ocorre a incorporação de altos níveis de metais pesados nos organismos, esses elementos podem exercer um elevado nível de toxicidade no ser humano, animais e plantas. O relato deste trabalho possui enfoque geoquímico ambiental que trata da existência de contaminações por metais pesados em regiões de duas antigas minas de pirita de Ouro Preto e circunvizinhanças. Nesses pontos, procurou-se investigar os processos de geração de drenagem ácida e conseqüente mobilização e concentração de metaisem ambientes distintos. Para tanto, foram analisadas diferentes amostras de rochas, águas, sedimentos, solos e plantas. As investigações permitiram verificar que, em determinados pontos, existe contaminação por alguns elementos. Essa acumulação deve-se tanto aos processos de lixiviação por drenagem ácida, quanto à própria litologia local. Para a região da antiga mina do Piquete, verificou-se um aumento na concentração de metais regida por um ambiente ácido. Em alguns pontos, principalmente naqueles localizados na região da antiga mina de Santa Efigênia, observou-se que a presença de carbonatos inibe o processo de acidificação dos ambientes. As regiões das minas estão assinaladas pela presença de níveis tóxicos de metais, como: Al (152,5 µg/L) em água; As (273,4 mg/kg) - Cr (148,6 mg/kg) - Cd (57,9 mg/kg) - Cu (179,1mg/kg) - Pb (58,7 mg/kg) - Zn (231,7 mg/kg) em sedimentos de corrente; As (177,9 mg/kg) - Cd (36,3 mg/kg) - Cu (225 mg/Kg) - Pb (122,9 mg/kg) - Ni (85,1mg/kg) - Cr (122,7mg/kg) em solos; Zn (0,17%), - Mn (0,35%) - Ni (67,6 mg/kg) - Cu (150 mg/kg) - Pb (48,2 mg/kg) em plantas. A concentração de elementos químicos em águas, sedimentos, solos e plantas possui uma relação direta com a litologia local; porém é influenciada por outros fatores, como: condições físico-químicas do ambiente, variações sazonais, disponibilidade e biodisponibilidade de elementos químicos.
Tratamento térmico de berilo incolor (goshenita) e colorido (água-marinha, heliodoro e morganita)
(2006) Polli, Gabriel de Oliveira; Sabioni, Antônio Claret Soares
A comercialização de grande parte do mineral-gema berilo depende de tratamento térmico mplamente utilizado para água-marinha (azul e verde), morganita e heliodoro, com o objetivo de melhorar ou modificar a cor natural e, assim, agregar valor à gema. Na aplicação do tratamento térmico, devem ser levadas em consideração as mudanças físico-químicas do material, para não produzir modificações indesejáveis e irreversíveis. Cuidados com relação à temperatura (aquecimento e resfriamento) e duração do tratamento são importantes para que as integridades química e estrutural do berilo sejam preservadas. Do ponto de vista óptico, a mudança ou uniformização da cor pode ser obtida, na maioria das vezes, com tratamentos de até ou 2 horas de duração e temperaturas entre 350 e 900oC, aproximadamente, dependendo da variedade e procedência. Estima-se que mais de 90% das gemas de água-marinha e morganita, disponível no mercado mundial, são tratadas termicamente. A maioria sem qualquer referência da posição de extração do material nos corpos pegmatíticos, muitas vezes, sem informações seguras sobre a procedência e, portanto, torna-se impraticável investigar a relação quimismo/posicionamento no corpo/procedência geográfico-geológica. Dentro desse contexto, foram realizados 239 ensaios de tratamento térmico, 3 tratamentos por difusão e 22 análises térmicas (termodilatometria e termogravimetria) em amostras de 5 variedades de berilo e investigadas as alterações no comportamento do material, proporcionadas pelo tratamento. Foram aplicados 15 tipos de análises físico-químicas para caracterizar as amostras e utilizadas 383 amostras de berilo amarelo, azul, incolor, rosa e verde, de 19 procedências diferentes (9 MG, 7 PB, 2 RN e 1 CE), adquiridas em garimpos, feiras livres, pessoas físicas e lojas especializadas em gemas. A uniformização das cores azul e rosa bem como as mudanças de cor verde/esverdeada para azul, de amarelo para azul ou incolor, de rosa para incolor, foram obtidas nos tratamentos realizados. Normalmente, dependendo da variedade e/ou depósito, a cor do berilo pode ser modificada até ∼800–900oC, mas a composição química e as propriedades físicas permanecem quase constantes. Mas, a partir de 800oC e/ou com tempo de tratamento prolongado (acima de 3h), os tratamentos térmicos com atmosfera de ar estático em amostras de água-marinha (azul e verde), goshenita, heliodoro e morganita, produziram modificações significativas na cor e diafaneidade, atribuídas a uma possível transformação de fase do material, quando o berilo torna-se branco e translúcido, com aspecto de porcelana, que não é encontrado na natureza. Análises térmicas, valores de densidade relativa e índices de refração, quantidades de hidrogênio (ressonância magnética nuclear) e água (espectroscopia por absorção no infravermelho) confirmaram esta mudança físico-química. Entretanto, todas as análises de difração de raios X não registraram qualquer alteração de fase no material. Os teores de SiO2, Al2O3, Cs2O, Na2O, FeO, MgO, K2O, MnO, Cr2O3, CaO, Rb2O e TiO2, obtidos por microssonda eletrônica, e dos elementos Na, Rb, Cs, Sc, La, Sm, Eu, Tb, U, Hf, Ta, Mo, W, Fe, Co, Ni, Au, Zn, Sb e Br, detectados nas análises por ativação neutrônica instrumental, permitiram estabelecer correlações com as cores das amostras. Os espectros de absorção óptica e, principalmente, os espectros Mössbauer à temperatura ambiente e 500K em amostras de berilo azul e verde indicaram a presença de Fe2+ em três sítios cristalográficos (octaédrico, tetraédrico e canais estruturais) e pouco Fe3+ em sítios octaédricos. As quantidades de Fe2+ e/ou Fe3+ nesses sítios estruturais definem a cor das variedades água-marinha (azul e verde) e heliodoro. Nas condições utilizadas, a introdução de cor por difusão não se aplica ao berilo incolor, porque o mineral não suporta as altas temperaturas e os tempos prolongados que são necessários para ocorrer a difusão do material dopante. Entretanto, tornou possível o revestimento da superfície com uma cor estável.
Estudo da evolução do relevo do Quadrilátero Ferrífero, MG– Brasil, através da quantificação dos processos erosivos e denudacionais.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2006) Salgado, André Augusto Rodrigues; Varajão, César Augusto Chicarino
O presente trabalho investiga a evolução do relevo do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais- Brasil, através da mensuração dos processos erosivos e denudacionais que ocorremem seu interior. A mensuração destes processos foi realizada graças ao uso de duas metodologias: (i) análises físicoquímicas e químicas de águas superficiais que drenama região (atual denudação geoquímica); (ii) mensuração da produçãoin-situdo isótopo cosmogênico 10 Be em sedimentos fluviais (denudação total a longo termo) e em rochas e veios de quartzo superficiais (erosão total a longo termo). Quanto à metodologia utilizada, os resultados obtidos indicam que os diversos métodos utilizados neste trabalho são complementares e permitemuma rica análise geomorfológica. Quanto à geomorfologia, os resultados demonstram que, no interior de um mesmo litotipo, as áreas mais próximas das cabeceiras estão submetidasa processos denudacionais e erosivos de maior intensidade do que aquelas mais próximas dos níveis de base. Comprovamquantitativamente a existência de uma denudação diferencial onde: os quartzitos e itabiritos constituem as rochas mais resistentes; osxistos e filitos, as de resistência mediana; granito-gnaisses deresistência baixa; e os mármores/dolomitos as mais frágeis. Indicam que os topos de vertente são erodidos emuma intensidade inferior que osfundos de vale, fato este que demonstra que o relevo da região está sendo dissecado.
Estudo dos fatores pedogeomorfológicos intervenientes na infiltração em zonas de recarga no complexo metamórfico Bação, MG.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Morais, Fernando de; Bacellar, Luis de Almeida Prado
A infiltração da água no solo é importante para a recarga dos aqüíferos e para a manutenção do fluxo de base dos rios, sendo, portanto, muito relevante para a gestão dos recursos hídricos. A infiltração também é importante para propiciar maior permanência da água em bacias hidrográficas, proporcionando, assim, uma maior disponibilidade de água para desenvolvimento e manutenção da cobertura vegetal. Muitos dos problemas ambientais (erosão, movimentos de massa, inundações, assoreamento e de qualidade da água) são afetados direta ou indiretamente pela taxa de infiltração. A capacidade de infiltração é influenciada pelas características climáticas, pedogeomorfológicas, biológicas e pelas formas de uso e ocupação do terreno. O presente estudo foi desenvolvido no Complexo Bação onde, segundo informações de moradores, o fluxo de base dos rios tem decaído nosúltimos anos, o que pode estar relacionado à redução da infiltração. Tomando-se por base o grande volume de dados (geológicos, geotécnicos, pedológicos, hidrológicos e geomorfológicos) previamente disponível, foram selecionadas duas áreas (estações Dom Bosco e Holanda), localizadas na unidade geológica (gnaisse Funil), a de maior abrangência no Complexo Bação. Como principal objetivo, procurou-se discutir o papel do relevo e de algumas propriedades físicas - tais como textura, porosidade, estabilidade dos agregados, dentre outras - na infiltração e percolaçãopelos horizontes superficiais do solo. Secundariamente, buscou-se avaliar a condutividade hidráulica e os padrões de infiltração e de percolação através de ensaios de eletrorresistividade e da utilização de traçador colorimétrico (Brilliant Blue FCF) e químico (cloreto de sódio). Os resultados indicaram que a geomorfologia influencia diretamente na velocidade de infiltração, pois na forma de relevo em saliência (estação Holanda), com solos mais desenvolvidos (latossolos), as taxas de infiltração foram maiores que na concavidade (argissolos, estação Dom Bosco). Tal fato é relevante, pois nas concavidades se concentram voçorocas, que são muito abundantes na região. As maiores taxas de infiltração ocorreram em cambissolos, que aparecem de forma subordinada na estação Holanda. Notou-se significativa influência da compactação do solo nas taxas de infiltração, já que em ponto situado em estrada de terra, estas se mostraram com quase duas ordens de magnitude a menos que nos pontos vizinhos. A presença de macroporos influencia significativamente a infiltração, especialmente as raízes de gramíneas, no horizonte A, e as cavidades (especialmente as de formiga e cupim), no horizonte B. Em função dos macroporos, o padrão de fluxo é altamente variável. Assim, não sepode a priori adotar o modelo de fluxo em pistão para a infiltração e percolação nos solos da região. Finalmente, o método da eletrorresistividade foi eficiente para avaliar fluxos na zona não-saturada.
Evolução tectonossedimentar da Bacia dos Parecis – Amazônia.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Bahia, Ruy Benedito Calliari; Martins Neto, Marcelo Augusto
Bacia dos Parecis está localizada na região centro-oeste do Brasil, na porção sudoeste do Cráton Amazônico, entre os cinturões de cisalhamento Rondônia e Guaporé, correspondendo ao Bloco Parecis de Hasuí et al.(1984). Está dividida, de oeste para leste, em três domínios tectono-sedimentares: o extremo oeste é uma depressão tectônica, a porção central é um baixo gravimétrico e o extremo leste é uma bacia interior tipo sag. Durante o Paleozóico a região Amazônica foi afetada por um evento extensional, quando foram depositados na Bacia dos Parecis, desde o Ordoviciano até o Eopermiano, as formações Cacoal, Furnas, Ponta Grossa, Pimenta Bueno e Fazenda da Casa Branca. A Formação Cacoal é composta de conglomerados, grauvacas, folhelhos e dolomitos, interpretados como depositados em leques aluviais, deltas e lagos. Os ambientes deposicionais das formações Furnas e Ponta Grossa, compostas respectivamente de arenitos com seixos e folhelhos, são interpretados como depositados em ambientes de planície de maré e marinho, respectivamente. Os conglomerados, folhelhos e arenitos da Formação Pimenta Bueno, e conglomerados, arcóseos e folhelhos da Formação Fazenda da Casa Branca são interpretados como glacial ou periglacial. Desde o Permiano ao Triássico existe uma lacuna no registro estratigráfico da Bacia dos Parecis. Durante o Mesozóico a região Amazônica foi novamente afetada por outro evento extensional, quando depressões foram preenchidas por rochas vulcânicas e sedimentares. Na Bacia dos Parecis foram depositados, no Jurássico, os arenitos eólicos da Formação Rio Ávila, cobertos pelos derrames basálticos das formações Anarí e Tapirapuã. No Cretáceo o Grupo Parecis, composto de conglomerados e arenitos, foi depositado em ambientes fluvial e eólico. Corpos kimberlíticos do Cretáceo cortam os sedimentos nas porções noroeste e sudeste da bacia. A Bacia dos Parecis está coberta discordantemente por arenitos e pelitos cenozóicos depositados em uma crosta laterítica desmantelada. Os dados gravimétricos e magnéticos da Bacia dos Parecis foram adquiridos pelo IBGE, PETROBRAS e CPRM. Os mapas gravimétricos e magnéticos da bacia, obtidos através de tratamento no software Oásis da Geosoft, mostram uma grande anomalia negativa que se destaca no interior do Cráton Amazônico, com desvio do campo regional da ordem de -40 mgal. Após os trabalhos de Teixeira (1993) e Siqueira (1989), embasados em dados geofísicos e geológicos, a bacia foi dividida, de oeste para leste, em três domínios tectono-sedimentares: o extremo oeste é uma Fossa Tectônica de Rondônia; a porção central é um baixo gravimétrico e o extremo leste é a Bacia do Alto Xingu.O trend estrutural regional de direção leste-oeste, com desvio do campo regional da ordem de -80 mgal, evidencia o prosseguimento para leste, por baixo da seqüência mesozóica, dos grabens de Pimenta Bueno e Colorado, os quais compõem a fossa Tectônica de Rondônia. A existência deste depocentro é suportada pelo método da Decovolução de Euler, a partir do software da Geosoft, o qual é um procedimento de inversão que visa obter uma estimativa da profundidade do topo do corpo geológico que gera a anomalia gravimétrica ou magnética. Desta forma, pôde-se estimar a profundidade do Embasamento Cristalino da Bacia dos Parecis.
Caracterização tecnológica das argilas da península de Santa Elena, Equador : viabilidade de suas utilizações industriais.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Morales Carrera, Ana Mercedes; Varajão, Angélica Fortes Drummond Chicarino
As argilas da Península de Santa Elena localizadas ao sudoeste do litoral do Equador foram estudadas visando conhecer suas principais características físicas, químicas e mineralógicas, assim como identificar o principal mineral argiloso contido nestas argilas. Cento e oitenta e oito pontos foram pesquisados e, coletadas quarenta e duas amostras representativas dos seis principais depósitos de argila que foram identificados na Península. Estas argilas pertencem às unidades do Grupo Ancón (Eoceno Médio e Superior), Formação Tosagua (Oligoceno Superior a Mioceno Médio) e Formação Progreso (Mioceno Médio e Superior) e foram originadas da alteração de cinzas do vulcanismo andino, sedimentadas em ambiente marinho. Análises por difração de raios X (DRX), fluorescência de raios-X, análises termodiferenciais e temogravimétricas, espectroscopia no infravermelho, análises de distribuição granulométrica, superfície especifica, densidade, porosidade, estudo morfológico por microscopia eletrônica de varredura e capacidade de troca catiônica permitiram identificar a montmorilonita cálcica como o principal argilomineral e assim como foram utilizados quando dos ensaios de ativação acida, pilarização e suas aplicações no descoloramento de óleo de soja. Argilas bentoníticas cálcicas são bastante utilizadas em processos de adsorção após tratamentos de ativação ácida, porém, após pilarização também estão sendo empregadas para este fim. Neste contexto, duas amostras da Formação Tosagua, denominadas FT1 e FT8, que apresentaram maior conteúdo em montmorilonita e na fração argila (partículas < 2 μm) foram submetidas a tratamentos de ativação com HCl e H2SO4 e de pilarização com Al13 para em seguida serem utilizadas no descoloramento de óleo de soja. A ativação com H2SO4 foi mais efetiva no aumento de porosidade e superfície específica das amostras. A pilarização das duas amostras naturais não mostrou os resultados esperados, sendo estas amostras pilarizadas submetidas a ativação com H2SO4. A ativação ácida após pilarização mostrou também aumento da porosidade e da superfície específica. No descoloramento de óleo de soja as amostras ativadas com H2SO4 após pilarizadas com Al13 mostraram eficiência de até 92 % na adsorção de β-caroteno e de até 88 % na adsorção de clorofila. Estes valores superam os obtidos com uma argila ativada comercial. As amostras ativadas com este mesmo ácido também se mostraram eficientes, com resultados próximos dos da argila comercial. Como resultado da caracterização mineralógica e tecnológica da argila equatoriana pode-se afirmar que esta argila pode ser otimizada após tratamentos de ativação ácida para sua aplicação em processos industriais de refino de óleo vegetal.
Estudos mineralógicos e microtermométricos de algumas espécies mineralógicas oriundas de pegmatitos dos distritos pegmatíticos de Santa Maria de Itabira e Governador Valadares, Minas Gerais.
(2009) Newman, Daniela Teixeira de Carvalho; Gandini, Antônio Luciano
Dentre os bens minerais originários do estado de Minas Gerais, ressaltam-se as variedades gemológicas do berilo, as turmalinas, micas, feldspatos, topázio e fluorita. Os minerais procedentes dos pegmatitos de Minas Gerais, vêm sendo alvo de estudo por parte de diversos pesquisadores, sendo que a maior parte desses trabalhos dedicam-se à caracterização mineralógica e cristaloquímica dos mesmos, além de descrições de novas ocorrências. Geralmente essas estão associadas à pegmatitos graníticos e anatéticos, cuja mineralogia básica se assemelha à de um granito, podendo ainda serem encontrados em depósitos secundários. Esta Tese trata das características físico-químicas e do caráter genético de amostras de berilo, micas, feldspatos, turmalinas, monazitas, topázio azul e fluorita provenientes dos pegmatitos Ponte da Raiz, Fazenda Morro Escuro, Lavra da Posse, Fazenda do Salto, Córrego do Feijão, Silviano/Ivalde, Fazenda Guanhães, Lavra da Generosa, Lavra do Teotônio e Euxenita, situados no Distrito Pegmatítico de Santa Maria de Itabira e dos pegmatitos Ipê, Ferreirinha, Olho-de-Gato, Jonas Lima, Escondido, Sem Terra (Campo Pegamatítico de Marilac); Córrego da Vala Grande, Itatiaia, Fiote/Jonas, Lavra da Morganita, Lavra do Dada e Lavra do Piano (Campos Pegmatíticos de Resplendor e Galiléia-Conseheiro Pena) perntencentes ao Distrito Pegmatítico de Governador Valadares, Minas Gerais, que encontram-se encaixados nos micaxistos da Formação São Tomé, Grupo Rio Doce, em rochas do Grupo Guanhães e nos Granitos Borrachudo. A mineralogia essencial desses pegmatitos, em geral, é constituída por microclínio macropertitizado, às vezes, na variedade amazonita, quartzo (hialino, fumé, róseo e leitoso), muscovita e albita. Como minerais acessórios ocorrem biotita, berilo, granada, nióbio-tantalatos, turmalinas (exceto Distrito Pegmatítico de Santa Maria de Itabira), monazita, etc. Por meio da razão co/ao, obtidas por difração de raios X, foi possível caracterizar uma evolução politípica para os berilos que vai desde o normal (N), passando pelo de transição (NT) até o tetraédrico (T). Além de permitir caracterizar que os feldspatos correspondem a microclínio e albita e que os cristais de muscovita e biotita correspondem principalmente ao polítipo 2M1, além das associações 2M1 e 1M em amostras de muscovita e 1M e 2M1 no caso das biotitas. Os dados de Espectroscopia de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) permitiram a caracterização dos componentes fluidos, CO2, CH4 e H2O tipos I e II. Análises Termodiferenciais e Termogravimétricas indicaram três, dois ou um intervalos distintos de perda de massa, que variaram de 0,5 a 3,0%. Os cristais de berilo, turmalina, fluorita e topázio contêm um grande número de inclusões fluídas monofásicas, bifásicas, trifásicas ou polifásicas, de origem primária, pseudo-secundária e/ou secundária, compostas basicamente por soluções aquosas e aquo-carbônicas. Os teores de CO2 presentes nessas inclusões variam de acordo com o posicionamento da amostra no corpo. Nos pegmatitos do Distrito Pegmatítico de Santa Maria de Itabira ocorrem apenas inclusões fluidas aquo-carbônicas, sendo que os valores de Te obtidos são indicativos de sistemas aquo-carbônicos contendo Na+, K+, Fe2+ e Fe3+, Ca2+, com enriquecimento posterior em Al3+, Zn+ e Li+, resultando em um fluido mais enriquecido em álcalis. Há evidências de um trend evolutivo que vai dos pegmatitos menos enriquecidos em CO2 e álcalis localizados na porção Sul (Ponte da Raiz, Fazenda Morro Escuro, Lavra da Posse, Fazenda do Salto e Córrego do Feijão) em direção aos mais enriquecidos em CO2 e álcalis localizados na porção Norte (Silviano/Ivalde, Fazenda Guanhães, Lavra da Generosa, Lavra do Teotônio e Euxenita). No caso dos pegmatitos do Distrito Pegmatítico de Governador Valadares por meio da análise dos resultados das temperaturas do eutético, pode-se verificar uma tendência evolutiva do fluido mineralizante que parte do Pegmatito Córrego da Vala Grande em direção ao Lavra do Piano (SE-NW), dos Campos Pegmatíticos de Resplendor e Galiléia-Conselheiro Pena; e do Pegmatito Ipê em direção ao Sem Terra (SW-NE) do Campo Pegmatítico de Marilac. A análise das temperaturas do eutético, das inclusões fluidas, sugere uma evolução a partir de um sistema aquoso de baixa salinidade, contendo Na+ e K+, com possíveis quantidades de Fe2+ e Fe3+, para soluções mais ricas em Ca2+ e Al3+, passando por um sistema enriquecido em Zn+, Al3+ e Li+ e culminando em um sistema aquoso, de salinidade média, rico em Li+, Zn+, K+, Na+, Ca2+, contendo quantidades subordinadas de boro e ferro. Tais dados representam uma evolução geoquímica que vai dos pegmatitos menos diferenciados em direção aos de maior grau de diferenciação, contendo maiores teores de CO2 e álcalis. Os dados microtermométricos possibilitaram ainda reconhecer fenômenos de modificações posteriores, aprisionamento de fluidos originalmente imiscíveis e flutuação de pressão.
Gênese, distribuição e caracterização dos espongilitos do noroeste de Minas Gerais.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Almeida, Ariana Cristina Santos; Varajão, Angélica Fortes Drummond Chicarino
Este estudo está relacionado aos depósitos de espongilito que ocorrem em lagoas rasas associadas a superfície de erosão desenvolvidas sobre rochas do Supergrupo São Francisco (Neoproterozóico). Coberturas Cenozóicas de sedimentos siliciclásticos estão associados à esta superfície que tem nas adjacências as rochas do Grupo Areado indiviso (Mesozóico). Estudos de campo associados à tratamentos de imagens multiespectrais e SRTM contribuíram para o conhecimento do contexto geológico geomorfológico no qual inserem as lagoas com os depósitos de espongilitos. A evolução da paisagem de cerrado na região de João Pinheiro desenvolveu se a partir de processos erosivos significativos que dominaram a região após o Cretáceo, gerando a formação de um planalto dissecado onde 4 morfodomínios foram identificados: i) morfodomínio 1, representado por platôs associado aos arenitos do Grupo Areado, apresenta as maiores altitudes da área; ii) morfodomínio 2 que constitui uma área dissecada associada aos pelitos do Grupo Areado; iii) morfodomínio 3, representado por superfícies de erosão associadas às rochas do Grupo Bambui e Pré Bambuí, sendo sobrepostas por sedimentos terciários/quaternários, onde encontram se as lagoas; iv) morfodomínio 4, constitui vales em calha que contêm as principais drenagens da região (rios da Prata e Paracatu) segundo um padrão meandrante, com feição geomorfológica fluvial de rios decapitados. Estes vales cortam a superfície de aplainamento (morfodomínio 3) que contêm sedimentos pleistocênicos, caracterizando o morfodomínio mais recente. A direção preferencial de SE NW para o sistema de drenagens, sugere que os arenitos do Grupo Areado constituem a área fonte de sedimentos hospedeiros dos depósitos de espongilito. A caracterização mineralogica e textural por microscopia óptica, difratometria de raios X (DRX), análise térmica diferencial e termogravimétrica (ATD/ATG), espectroscopia do infravermelho (IR), microscopia eletrônica (MEV), de amostras de sete lagoas de espongilito (Avião, Carvoeiro, Vânio, Preguiça, Divisa, Severino, Feijão) mostrou uma similaridade sedimentológica entre os depósitos. Esses apresentam forma lenticular e são caracterizados por fácie arenosa na base, areno argilosa rica em espículas na porção intermediária e fácie areno argilosa rica em matéria orgânica no topo. Petrograficamente, os sedimentos hospedeiros dos espongilitos e os sedimentos siliciclásticos do Grupo Areado apresentam fases detríticas com características mineralógicas e texturais semelhantes, como a presença de grãos de quartzo bem selecionados e superfícies de abrasão, típicas de retrabalhamento eólico. Esse retrabalhamento ocorre no ambiente deposicional em que os arenitos xxii do Grupo Areado formaram se. Minerais pesados como a estaurolita, turmalina e zircão e argilominerais como caolinita, traços de ilita, chlorita, interestratificados clorita/esmectita e illita/esmectita ocorrem tanto nos sedimentos formadores dos depósitos de espongilito quanto nos arenitos Areado. Essas características mineralógicas e texturais sugerem que os sedimentos do Grupo Areado constituem a principal fonte dos sedimentos das lagoas que formam os depósitos de espongilito. A caracterização microscópica das espículas levou à identificação específica das seis espécies de esponjas de água doce que compõe a típica espongofácies dos depósitos de espongilitos brasileiros: Metania spinata (Carter, 1881), Dosilia pidanieli Volkmer Ribeiro, 1992, Trochospongilla variabilis Bonetto & Ezcurra de Drago, 1973, Corvomeyenia thumi (Traxler, 1895), Heterorotula fistula sp. n. Volkmer Ribeiro & Motta (1995) e Radiospongilla amazonensis Volkmer Ribeiro & Maciel 1983. A variação da composição dessas assembléias, o estágio de formação das espículas e sua conservação nos distintos horizontes, além da presença de diatomáceas e outros compostos abióticos sugerem uma variação ambiental na época da formação destes depósitos, alternando um clima mais úmido e frio e clima mais seco com chuvas torrenciais. Datações de C14 e δ13 C estabeleceram idades de formação destes depósitos entre o Pleistoceno Superior/Holoceno. Os depósitos de espongilito apresentam de 3 a 80% de sílica amorfa (opala), que corresponde principalmente a espículas de esponjas. Entretanto, os padrões morfológicos/granulométricos das espículas assim como a presença de fases detríticas associadas controlam as diferenças em qualidade dos espongilitos, refletindo a necessidade de análises físicas e mineralógicas de modo a qualificar industrialmente estas variações. Particularmente para os depósitos Avião e Preguiça, as fácies intermediárias apresentaram os maiores teores com espículas mais robustas caracterizando espongilitos de alta qualidade. Apesar das análises granulométricas evidenciarem variações de tamanho (240 a 450gm) estas variações podem ser consideradas negligenciáveis para sua aplicação industrial.
A missão GRACE e a estrutura da litosfera na região do Cráton São Francisco.
(2009) Oliveira, Luiz Gabriel Souza de; Endo, Issamu
A presente tese de doutorado trata da aplicação do modelo geopotencial GGM02C, derivado da missão espacial GRACE (NASA/GFZ-Potsdam), na obtenção do campo gravitacional na região do Cráton São Francisco, que constitui um importante segmento litosférico da Placa Sul-Americana, constituído por terrenos arqueanos e coberturas proterozóicas e fanerozóicas, limitado por faixas de dobramentos brasilianas. Anomalias gravimétricas Ar-livre, Bouguer e ondulações do geóide foram determinadas com base no referido modelo geopotencial, possibilitando o estudo da estruturação da litosfera na região e a determinação de valores médios de espessura elástica efetiva da mesma, que constituí um importante parâmetro na inferência sobre o estado isostático da área e do estado termal da litosfera. Foi implementado um algoritmo de inversão 3D não-linear envolvendo o uso de anomalias Bouguer e ondulações do geóide, permitindo o conhecimento da geometria e da profundidade da interface crosta-manto e o limite litosfera-astenosfera. Os resultados são compatíveis com os demais obtidos a partir de estudos de função do receptor, tomografia de ondas P e de ondas S. Posteriormente, empregou-se a técnica da função admitância, utilizando as informações gravimétricas disponíveis como anomalias Ar-livre, anomalias Bouguer e ondulações do geóide, visando determinar o mecanismo responsável pelo equilíbrio isostático da região do Cráton São Francisco. Os resultados alcançados podem ser assim sumarizados: i) valores médios entre 40 e 60 km para espessura elástica efetiva na região do Cráton São Francisco, compatíveis com outros trabalhos disponíveis na literatura; ii) influência de cargas localizadas na base da litosfera, possivelmente associadas à algum processo de aquecimento e/ou diminuição de densidades e iii) a atuação expressiva de cargas localizadas na interface crosta-manto, que podem estar relacionadas aos sucessivos eventos de magmatismo que fazem parte da complexa evolução tectônica do cráton. Os resultados obtidos nas etapas anteriores aliados a análise da topografia dinâmica da área, a aplicação do conceito de convecção localizada na borda cratônica (edge-driven convection), às modelagens numéricas da interação cráton x plumas mantélicas e aos outros dados geofísicos como a anisotropia sísmica, a evolução termal do manto e ao fluxo geotérmico forneceram subsídios necessários para a elaboração de um modelo de evolução geodinâmica para o Cráton São Francisco, constituído dos seguintes estágios: i) geração da litosfera continental arqueana; ii) amalgamação e estabilização da litosfera cratônica; iii) ocorrência de eventos modificadores crustais e litosféricos; iv) orogenia proterozóica e v) interação cráton x pluma ocorrida a partir do Cretáceo.
Preenchimento sedimentar de lagos assoreados na região do médio Rio Doce.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Almeida, Clayton Perônico de; Castro, Paulo de Tarso Amorim
O Sistema de lagos do médio rio Doce, região leste do estado de Minas Gerais, tem sido estudado sob a perspectiva de diferentes áreas do conhecimento destacando-se a geológica, a sedimentológica, a geomorfológica, assim como, a ecológica e a limnológica com ênfase nos aspectos biológicos, o que vem subsidiando o melhor entendimento tanto no que diz respeito a fatores relacionados à sua origem como, também, ao funcionamento do ambiente como mantenedor da biodiversidade local. O complexo lacustre dessa região compreende um conjunto de cerca de 150 lagos sendo que, aproximadamente 40 deles, encontram-se inseridos dentro do maior resquício de Mata Atlântica do estado de Minas Gerais, o chamado Parque Estadual do Rio Doce (PERD). A respeito da formação desses lagos existe o consenso de que houve barramento dos tributários do rio Doce, intensa sedimentação dos canais principais desse sistema e uma reorganização da rede de drenagem regional. Entretanto, muitos desses lagos encontram-se em diferentes estágios de assoreamento. Para a realização deste trabalho foram escolhidos quatro lagos em processos distintos de evolução: um em avançado estágio de assoreamento, um completamente assoreado e dois charcos. Foram utilizados tubos de P.V.C. para a recuperação dos testemunhos. Desta forma, no lago Lagoa do Parque resgatou-se 165 cm (testemunho LPERD), 225 cm recuperou-se no Lago Toquinho (testemunho LT), o testemunho LN apresentou 259 cm de comprimento retirado do lago Lagoa Nova e 195 cm foi a medida do testemunho LP extraído do lago Lagoa Preta. A análise faciológica dos testemunhos sedimentares recuperados baseou-se em características estruturais externas como coloração, granulometria, bioclastos. Foram reconhecidas três fácies em LPERD e em LN, duas fácies em LT e apenas uma em LP. O conteúdo palinológico demonstrou que, de maneira geral, a vegetação atual já estava representada de forma significativa ao longo da deposição sedimentar. Em um dos testemunhos foi possível perceber uma passagem da vegetação de Cerrado para a de mata sub-montana. Nenhum registro demonstra ação antrópica significativa. Todos os ambientes apresentaram variação do nível de água sendo que alguns alternaram momentos mais rasos com mais profundos e outros se apresentaram como áreas alagadas durante todo o tempo de deposição. As datações realizadas apontam para uma idade holocênica em todos os pacotes sedimentares estudados.
O sistema transcorrente da porção sudeste do orógeno Araçuaí e norte da faixa Ribeira : geometria e significado tectônico.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Silva, Cláudio Maurício Teixeira da; Alkmim, Fernando Flecha de
A porção interna do Orógeno Araçuaí setentrional é marcada por um sistema de grandes zonas de cisalhamento, no qual se destacam as de Abre Campo, Manhuaçu-Santa Margarida, Guaçuí e Batatal. Visando ao entendimento da evolução e função tectônica dessas zonas foi realizada uma investigação estrutural numa área situada entre os meridianos 40º30’ e 43º e os paralelos 19º e 22º, nos Estados de Minas Gerais, Espírito Santo e Rio de Janeiro. Em função da sua conexão com as estruturas mencionadas, foi também investigado o segmento nordeste da Zona de Cisalhamento Além Paraíba do Orógeno Ribeira. A metodologia empregada foi a da análise estrutural clássica, com a descrição em campo das estruturas internas das zonas de cisalhamento, seguida de estudos de microscopia ótica, com vistas à caracterização petrológica e microestrutural dos litotipos envolvidos. A zona de cisalhamento de Manhuaçu-Santa Margarida, aqui denominada Feixe de Zonas de Cisalhamento Manhuaçu-Santa Margarida, possui uma largura média de 25 km e uma extensão total de 330 km. Constituído por diversas zonas de cisalhamento dúcteis discretas de direção preferencial NS, o feixe exibe, em mapa, uma trajetória sigmoidal, com as suas terminações defletidas para NE. O segmento norte é composto por zonas de cisalhamento reversas e, subordinadamente, por zonas transcorrentes dextrais. Os segmentos central e sul são dominados por zonas transcorrentes dextrais. Em sua terminação sul, o feixe rotaciona-se para NE até confundir-se com as estruturas da porção nordeste do Orógeno Ribeira. A Zona de Cisalhamento de Abre Campo segue o traçado do Feixe Manhaçu-Santa Margarida. Com uma largura média de 20 km, estende-se por cerca de 350 km na direção geral NS e também mostra deflexões para NE nos seus extremos norte e sul. É interpretada como a zona de sutura do Orógeno Araçuaí e, assumindo a direção geral NE-SW, continua pelo interior do Orógeno Ribeira, onde é conhecida como Zona de Cisalhamento Juiz de Fora-Jaguari-Taxaquara. A Zona de Cisalhamento Guaçuí, com extensão total de 320 km e orientação NE-SW, caracteriza-se por uma terminação em “rabo de cavalo” a norte e funde-se, a sul, com a Zona de Cisalhamento Além Paraíba do Orógeno Ribeira. Ao longo de toda sua extensão o sentido de cisalhamento observado é dextral e uma estimativa do seu rejeito horizontal resultou em um valor na casa dos 35 km. A Zona de Cisalhamento Batatal, orientada segundo NNE-SSW, possui traço sigmoidal e cerca de 70 km de extensão. Sua movimentação é dextral reversa a norte e dextral na extremidade sul, onde é obliterada pelo plúton granítico Rio Novo do Sul. Seu rejeito horizontal estimado fica em torno de 15 km. A extremidade nordeste da Zona de Cisalhamento Além Paraíba do Orógeno Ribeira estende-se por cerca de 300 km na direção NE-SW, até a zona de cobertura da margem continental. Com deslocamento horizontal estimado de 137 km, corresponde a uma zona dúctil de movimentação essencialmente dextral. As zonas de cisalhamento de Abre Campo e Manhuaçu-Santa Margarida formaram-se com zonas dúcteis reversas durante o estágio colisional principal do Orógeno Araçuaí entre 580-565 Ma. Posteriormente, com a instalação de um regime transpressional dextral na porção sul do Orógeno Araçuaí e no segmento nordeste do Orógeno Ribeira, foram rotacionadas para a posição vertical e orientação NE-SW, passando a funcionar como zonas transcorrentes dextrais. Neste mesmo episódio, que deve ter ocorrido no intervalo entre 560 e 530 Ma, formaram-se as zonas transcorrentes dextrais de Guacuí e Batatal. Em conjunto, todas as grandes zonas do Orógeno Araçuaí fundem-se ou são localmente obliteradas pelas grandes estruturas transcorrentes do Orógeno Ribeira.
Influência de níveis de base nas características morfossedimentares das bacias dos rios das Velhas e Jequitaí (MG).
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Lana, Cláudio Eduardo; Castro, Paulo de Tarso Amorim
As bacias dos rios das Velhas e Jequitaí são afluentes da margem direita do rio São Francisco. Juntas, correspondem a uma faixa assimétrica de direção aproximadamente N-S que se estende desde o Quadrilátero Ferrífero até o norte de Minas Gerais. Ambas as bacias possuem nascentes instaladas em serras predominantemente compostas por quartzitos estruturados pela orogênese brasiliana. As mesmas drenam em seu médio e baixo curso um conjunto de rochas metapelíticas e metacalcárias pouco deformadas. Tais contrastes litológicos e estruturais levam a um quadro morfossedimentar bastante diverso, cujos traços principais podem ser visualizados em particularidades do padrão erosivo ou deposicional dos cursos d’água. Vários trabalhos têm indicado a reativação cenozóica de estruturas frágeis ao longo das duas bacias. Porém, como os resultados foram obtidos a partir de metodologias distintas e em pontos isolados, é visível a necessidade de integração a partir de metodologias e objetos de estudo padronizados. Justamente por registrarem os efeitos dessa reativação durante sua evolução morfológica e sedimentar, os rios podem ser considerados uma importante ferramenta integradora. No presente trabalho foram gerados modelos tridimensionais de declividade, a partir de imagens SRTM (Shutte Radar Topography Mission), com vistas à determinação dos principais níveis de base existentes nas bacias em questão. Mapas topográficos em escala 1:100.000 também foram utilizados. Após esta fase, os segmentos fluviais instalados sobre os níveis de base mais acessíveis tiveram suas feições morfológicas mapeadas em escala 1:500. Quando possível, foi descrito um perfil de fácies sedimentares em cada um deles. Um total de 14 e 12 pontos de adensamento de estudos foi definido nas bacias do rio das Velhas e Jequitaí, respectivamente. Após o mapeamento e levantamento dos perfis, a geologia dos entornos de cada ponto foi compilada na melhor escala disponível (1:50.000, 1:100.000 e 1:250.000, dependendo da localização do ponto), bem como a localização dos principais traços morfotectônicos. As características morfológicas de cada segmento e os perfis estratigráficos obtidos foram analisados conjuntamente e confrontados com as principais litologias, estruturas e zonas de reativação cenozóica das imediações. Isso conduziu a uma série de hipóteses sobre a evolução morfossedimentar dos pontos. O entendimento dos principais controladores pontuais desta dinâmica conduziu à proposição de um quadro evolutivo para as bacias como um todo. Na bacia do rio das Velhas, a maior parte dos níveis de base tem origem relacionada à reativação cenozóica de estruturas frágeis. Por outro lado, na bacia do rio Jequitaí, o abatimento cárstico diferencial parece ser o principal responsável pela instalação de patamares morfoestruturais. Em termos gerais, a bacia do rio das Velhas sofre um basculamento gradual para leste, a partir da reativação de estruturas brasilianas. Já na bacia do rio Jequitaí percebe-se que as porções meridional e setentrional tem sofrido um abatimento em direção à zona central, onde se encontra o canal principal do rio Jequitaí, instalado sobre o graben homônimo.
A fragmentação da flora nativa como instrumento de análise da sustentabilidade ecológica de áreas protegidas – Espinhaço Sul (MG).
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Rezende, Renato Andrade; Prado Filho, José Francisco do
A crescente fragmentação das paisagens tem contribuído para a perda da diversidade biológica nas diversas regiões brasileiras e pode-se associá-la à maneira desordenada com que o homem vem ocupando as terras. A manutenção e sobrevivência de grande parte das comunidades biológicas dependem da estruturação espacial da paisagem e da conservação dos remanescentes de vegetação nativa que geralmente estão restritos às áreas protegidas criadas pelos órgãos de governo. Este tem sido o principal mecanismo utilizado pelo Estado para a conservação da biodiversidade, onde a representatividade dos ecossistemas e o potencial de conectividade estrutural da paisagem com vistas à manutenção de fluxo biológico assumem importância fundamental. A área de estudo, localizada no extremo sul da Serra do Espinhaço e região central de Minas Gerais, é considerada como de relevante importância biológica sendo constituída por um mosaico de unidades de conservação de proteção integral e de uso sustentável. Com o intuito de se conhecer a dinâmica da fragmentação da flora nativa, formada pela floresta estacional semidecidual, campo rupestre e campo, e suas possíveis implicações sobre o isolamento das áreas protegidas e manutenção de fluxos biológicos foram realizadas análises temporais da cobertura do solo por meio de índices espaciais da paisagem (Fragstats), nos anos de 1985 e 2008. Também foram feitas avaliações sobre o estado de percolação da paisagem com base nos limiares de percolação (Stauffer) e de fragmentação (Andrén). Os resultados demonstraram que mesmo com a vocação mineral, historicamente responsável pela ocupação territorial e desenvolvimento econômico da região, houve manutenção do habitat natural na área de estudo, inclusive no interior das áreas protegidas, indicando que as atividades antrópicas desenvolvidas nos últimos 23 anos, de modo geral, não alteraram a vegetação nativa em termos quantitativos. Os índices de quantificação estrutural da paisagem permitiram constatar que houve diminuição da fragmentação do habitat natural e intensificação na conectividade entre as manchas florestais remanescentes que se tornaram mais alongadas e próximas umas das outras, ocupando grandes extensões territoriais e com significativas porções de áreas nucleares. A análise conjunta das métricas da paisagem e dos limiares de percolação e fragmentação indica que as áreas protegidas se mantiveram estruturalmente conectadas, proporcionando condições para a sustentação de fluxos biológicos e proteção da biodiversidade. Apesar da condição privilegiada em termos de habitat natural o grau de fragmentação da paisagem (46%) desperta a atenção para necessários cuidados com relação ao uso do solo no entorno das áreas protegidas. A dinâmica da fragmentação da flora nativa no Espinhaço Sul indica uma situação adequada para a implantação de corredores ecológicos visando resguardar a condição de conectividade estrutural verificada entre as áreas protegidas.
Fatores ambientais condicionantes da diversidade florística em campos rupestres quartzíticos e ferruginosos no Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Messias, Maria Cristina Teixeira Braga; Leite, Mariangela Garcia Praça
Duas áreas com campos rupestres quartzíticos e ferruginosos no Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais foram estudadas com o objetivo de verificar se a geologia e geomorfologia influenciam a flora dessas comunidades. Os campos rupestres foram estratificados pelas geoformas em três habitats: 1. Áreas inclinadas nos topos das elevações, com campos limpos; 2.Patamares, com campos limpos e 3.Porções mais baixas ou côncavas dos perfis, com campos sujos. Amostraram-se 60 parcelas (10x10m), 10 em cada habitat, alocadas aleatoriamente. Foram realizadas análises químicas, mineralógicas e granulométricas dos solos, além da determinação do teor de umidade e da proporção de rochas aflorantes. Realizaram-se estudos florísticos, fitossociológicos e análise dos espectros biológicos da vegetação, usando as formas de vida de Raunkiaer. Estimou-se o valor de cobertura e calculou-se a frequência, dominância e valor de importância (VI) das espécies. Para cada habitat, calculou-se a diversidade pelo índice de Shannon-Wiener (H’) e equabilidade de Pielou (J’). A similaridade entre os habitats foi avaliada pelo índice de Jaccard e análise de agrupamentos das parcelas. Relações entre solo e vegetação foram averiguadas por análises de correspondência canônica (CCA) entre os dados de cobertura das espécies e variáveis dos solos. Apesar dos solos analisados serem, em geral, arenosos, ácidos, com baixa fertilidade e com alto teor de metais, houve diferenças significativas entre as propriedades físicas e químicas. Os solos sobre quartzito possuem maior proporção de terra fina (grânulos < 2mm) do que aqueles sobre itabirito. No entanto o teor de macro e micronutrientes foi maior nos solos derivados de itabirito, com exceção do teor de S, que foi maior nos quartzitos. Foram inventariadas 160 espécies nos campos ferruginosos e 165 espécies nos campos rupestres quartzíticos, totalizando 263 espécies, pertencentes a 64 famílias. Nos campos rupestres declivosos com afloramentos rochosos de itabirito e nos patamares com cangas Vellozia compacta foi a espécie de maior VI. Nos campos rupestres inclinados com afloramentos de quartzito Lagenocarpus rigidus foi a espécie com maior importância, seguida por algumas fanerófitas, incluindo V. compacta. Echinolaena inflexa foi a espécie de maior VI nos patamares sobre quartzito, seguida por algumas fanerófitas e várias hemicriptófitas. Os campos sujos sobre itabirito foram dominados por E. erythropappus e V. compacta enquanto que os campos sujos sobre quartzito, por Echinolaena inflexa, Eremanthus erythropappus e outras fanerófitas. Os campos sujos foram mais diversos que os campos limpos. Os campos rupestres sobre itabirito apresentaram menor diversidade (H’=2,92) e equabilidade (J’=0,58) do que os que se encontram sobre quartzitos (H’=3,36; J’=0,66). A análise de agrupamentos indicou dois grupos principais constituídos pelas diferentes litologias. Sequencialmente, os campos sobre quartzito foram subdivididos nos diferentes habitats pré-estabelecidos. Os campos limpos ferruginosos (declivosos e em patamares) mostraram-se similares, mas segregando dos campos sujos. Fanerófitas e hemicriptófitas são as formas de vida predominantes. Os habitats estudados apresentaram espectros florísticos similares, no entanto, eles mostraram espectros de frequência e de vegetação significativamente diferentes. A CCA indicou uma clara separação entre os campos rupestres sobre itabirito e quartzito devido principalmente aos teores disponíveis de Ca, Cu, Mg, Mn e S e as características granulométricas – medida de tendência central e grau de seleção, percentagem de silte, terra fina e proporção de afloramentos rochosos. Foi verificada uma alta correlação entre as características dos solos e a cobertura das espécies vegetais. Os resultados evidenciaram a geologia e geomorfologia como determinantes da distribuição de algumas das populações, afetando a composição florística dos campos rupestres.