PPGECRN - Programa de Pós-graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais

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    Estudo estrutural, textural e geoquímico dos hematititos da Mina do Pico e arredores, Itabirito – Quadrilátero Ferrífero – MG.
    (2022) Dadalto, Ráyna Durão; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Endo, Issamu; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Rios, Francisco Javier; Melo, Gustavo Henrique Coelho de
    A Mina do Pico está localizada no município de Itabirito, no estado de Minas Gerais, Brasil, no flanco leste do Sinclinal Moeda e está inserida na Província Mineral do Quadrilátero Ferrífero. A região é rica em minério de ferro, e os corpos hipogênicos são caracterizados pelos hematititos, denominados comercialmente de hematita compacta, tendo grande importância econômica devido ao seu elevado teor em ferro. Este minério está alojado nos itabiritos da Formação Cauê, a unidade Paleoproterozóica do Supergrupo Minas, depositada entre 2,58 e 2,42 Ga. Observa-se na Mina do Pico e arredores que os corpos de hematititos ocorrem de forma discordante ao bandamento composicional do itabirito, constituindo volumes significativos desse minério bem como como bandas ou lâminas de espessura milimétrica no itabirito, ou seja, subparalelas ao bandamento composicional. Estudos anteriores chegaram à conclusão de que houve ação de fluidos hidrotermais nos itabiritos da Formação Cauê, que teriam sido responsáveis pela reconcentração e enriquecimento de óxidos de ferro nessas rochas. Este trabalho teve como objetivo geral caracterizar geneticamente estes hematititos estudando a relação estrutural, a petrografia e a geoquímica dos corpos de hematititos e as bandas ou lâminas de hematititos nos itabiritos, com o intuito de confirmar a ação dos fluidos hidrotermais na gênese dessas rochas e caracterizar o controle estrutural dos corpos. Para isso foram realizados trabalhos de campo para estudo das relações estruturais entre os diversos litotipos da Formação Cauê. Foram realizados estudos petrográficos ao microscópio ótico e ao Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), e análises via ICP-OES, ICP-MS e titulometria com K2Cr2O7 para obtenção dos elementos maiores, menores e traços (incluindo ETR +Y), Fe2+ e Fe3+. Nos trabalhos de campo foram levantadas as relações estruturais e medidas as atitudes de bandamento composicional, xistosidade e lineações de intersecção (S0xSn) e mineral. Através de análises petrográficas e geoquímicas, observou-se que os itabiritos são essencialmente compostos por óxidos de ferro e quartzo (SiO2), e os hematititos discordantes do bandamento composicional do itabirito é composto quase inteiramente por óxidos de ferro, onde a magnetita já teria sido quase completamente transformada em hematita microcristalina ou tabular. Além disso, a geoquímica também forneceu outras informações importantes, tais como a anomalia positiva de Eu em gráficos multielementares de ETR + Y, corroborando a ação dos fluidos hidrotermais. Os fluidos teriam atuado tanto nas bandas de óxidos de ferro dos itabiritos quanto nos corpos de hematititos discordantes do bandamento composicional do itabirito, uma vez que não foram observadas grandes diferenças texturais e geoquímicas entre eles. As observações estruturais de campo, fotointerpretação de imagens de relevo sombreado e dados geofísicos (magnetométricos) combinados com dados petrográficos e geoquímicos permitiram propor um modelo genético-estrutural para a formação dos corpos megascópicos de hematitito, associada a estruturas do tipo pull-apart nucleadas em sistema transtrativo sinistral controlado por duas falhas (Cata Branca e Pau Branco) de direção NW-SE. Essas falhas correspondem a reativação de descontinuidades crustais preenchidas por diques máficos de idade 1,7 Ga. Subsidiariamente, ocorrem corpos de hematititos no entrado de diques máficos dobrados, sugerindo que essas falhas devem ter agido como condutos para o fluido hidrotermal durante a xvi reativação Brasiliana. Adicionalmente, os fluidos hidrotermais teriam agido também ao longo das anisotropias reativadas, bandamento composicional dos itabiritos, transformando-as mineralógica e texturalmente, concentrando ainda mais as hematitas formando bandas ou lâminas de hematitito. Foram definidos dois tipos de minério de ferro hipogênico na região da Mina do Pico: Depósito de Minério de Ferro Bandado (Banded Iron Ore Deposits - BID) e o Depósito de Minério de Ferro Maciço (Massive Iron Ore Deposits - MID).
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    Geoquímica e geologia isotópica (U-Pb, Lu-Hf) do Complexo Belo Horizonte : implicações para evolução crustal arqueana no Cráton São Francisco.
    (2022) Martins, Lorena Cristina Dias; Lana, Cristiano de Carvalho; Novo, Tiago Amâncio; Lana, Cristiano de Carvalho; Barbuena, Danilo; Alkmim, Fernando Flecha de; Cipriano, Ricardo Augusto Scholz; Bersan, Samuel Moreira
    O Complexo Belo Horizonte (CBH), exposto na porção norte do distrito mineral do Quadrilátero Ferrífero, no setor meridional do Cráton São Francisco, é composto por um ortognaisse bandado, migmatizado, exibindo estrutura estromática e ou schlieren, nos quais enclaves máficos e intrusões de granitoides são comuns. Apesar das intensas investigações na década passada, as informações detalhadas sobre a geoquímica e a evolução isotópica do respectivo complexo está limitada a um pequeno número de amostras, dificultando o entendimento a respeito de sua conexão com outros complexos que compõem o embasamento do Cráton São Francisco. Na presente tese, foram realizados estudos no CBH, a partir de observações de campo, geoquímica de rocha total e investigações de isótopos (U-Pb, Lu-Hf). Neste trabalho, apresentou-se pela primeira vez os processos de tratamento térmico e abrasão química implementados na Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) que foram realizados com o intuito de limpar as áreas danificadas e fraturadas e homogeneizar as porções dos fragmentos, por meio de uma lavagem ácida nos cristais de zircão promovendo a remoção destes domínios e resultando em um grão menos alterado. A partir da técnica de CA-LA-ICP- MS investigou-se em detalhe as características texturais em aproximadamente 300 zircões, além da obtenção de idades U-Pb e dados isotópicos de Hf de 15 amostras coletadas ao longo do complexo, com o objetivo de revelar detalhes sobre os eventos de fusão parcial que precederam a estabilização do cráton. A integração das observações de campo, idades U-Pb obtidas de zircões através de CA-LA-ICP-MS e composições isotópicas de Hf obtidas de ortognaisses migmatíticos e de granitoides do CBH, indicam um período intenso de fusão parcial e produção de rochas félsicas durante o Neoarqueano. Nossas observações mostram que o complexo é um local importante para o estudo de processos de fusão parcial do embasamento cristalino da crosta Arqueana. Grande parte do CBH expõe migmatitos estromáticos de granulação fina intrudidos por diversos veios leucograníticos e diques. Tanto os migmatitos quanto os leucogranitos são cortados transversalmente por diversas fases de granitoide e pequenos corpos graníticos; ambos fortemente associados com o gnaisse bandado hospedeiro, por meio de intrusões. A aplicação de abrasão química seguida de catodoluminescência revelou ampla variedade textural dos zircões, consistente com um longo período de fusão parcial e remobilização crustal. Os resultados dos isótopos de U-Pb e Hf revelam o complexo como parte de um segmento crustal muito mais amplo, abrangendo toda a porção meridional do Cráton São Francisco. A compilação de idades U-Pb disponíveis sugere que este segmento crustal foi consolidado entre 3000 e 2900 Ma e que ele experienciou três principais episódios de fusão parcial antes da estabilização em 2600 Ma. Os episódios de fusão parcial ocorreram entre 2750 e 2600 Ma como resultado de acreção tectônica e delaminação por “peeling off” do manto litosférico e da crosta inferior. O processo de fusão parcial e delaminação por “peeling off”, provavelmente é responsável pelo posicionamento de volumosa granitogênese potássica ao longo de todo o Cráton São Francisco. Nesse sentido, compreender a composição de terrenos arqueanos leva ao entendimento substancial da evolução do planeta. As análises de elementos traços foram feitas em pó prensado via LA-ICP-MS para investigar a evolução do CBH. Essa técnica pode ser usada para restringir o grande conjunto de elementos traço relevantes com alta precisão e acurácia. Dados obtidos do CBH indicam dois principais grupos de granitoides: gnaisses de médio-K e granitos com alto-K. Ambas as rochas de médio e alto-K possuem composição com ampla variação nas concentrações de elementos traços e maiores, com características geoquímicas similares aos TTGs e granitos a duas-micas, gerados pelo retrabalhamento de crosta continental antiga. As rochas com alto-K possuem composição de elementos traços distintos, com maior conteúdo de LREE, maior teor de elementos incompatíveis, Ba, Sr, LaN/YbN, além de anomalias negativas de Eu significante. Os resultados geoquímicos obtidos para o CBH vão de encontro com as investigações anteriores, em que as xvii rochas de médio-K tiveram origem a partir da mistura de um membro obtido da fusão parcial de rochas metamáficas e de um componente resultante do retrabalhamento de um TTG antigo. A composição química de granitos de alto-K, por outro lado, indica que esses granitos foram formados através da fusão parcial de protólitos TTG, incluindo metassedimentos Arqueanos. Dados deste estudo corroboram interpretações anteriores de que o magmatismo está ligado a uma mudança fundamental da tectônica do cráton, com a produção de rochas de alto-K em substituição às rochas de médio-K. O magmatismo e tectônica foram responsáveis pela intrusão difundida de grandes corpos sieníticos na porção norte do cráton e pela construção de intrusões máficas-ultramáficas no Complexo Campo Belo a sul do CBH.
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    A influência do magmatismo granítico Neoarqueano nos depósitos IOCG Salobo e GT-46, Província Carajás, Cráton Amazônico.
    (2022) Diniz, Ariela Costa; Melo, Gustavo Henrique Coelho de; Reis, Humberto Luis Siqueira; Reis, Humberto Luis Siqueira; Xavier, Roberto Perez; Silva, Rosaline Cristina Figueiredo e
    Os depósitos de óxido de ferro-cobre-ouro (IOCG) da porção norte da Província Carajás, Cráton Amazônico, Brasil, formaram-se principalmente no evento IOCG de 2,5 Ga. Esses depósitos comumente exibem amplos halos de alteração hidrotermal férrico-potássica (i.e., almandina-gruneritabiotita-magnetita) e apresentam uma associação temporal e espacial com corpos graníticos de idade 2,5 Ga, particularmente nos depósitos Salobo e GT-46. No entanto, essa associação ainda carece de investigação no que diz respeito à influência metalogenética dos corpos graníticos de idade 2,5 Ga na gênese do minério IOCG. Nesses depósitos, são reconhecidos granitos hidrotermalmente alterados de idade de ca. 2.5 Ga, que incluem o granito Old Salobo, no depósito Salobo, e os granitos G1 e G2, no depósito GT-46. A geoquímica de rocha total associada à petrografia apontou que os granitos G1 e Old Salobo provavelmente originam-se do mesmo magma parental. Por outro lado, o granito G2 parece representar um corpo distinto, embora os efeitos da alteração hidrotermal sejam muito intensos. O corpo G2 exibe texturas pegmatíticas, altas razões Sr/Y e padrões de ETR em geometria lístrica, que sugerem um magma com alto teor de água. Os resultados de química mineral em apatita apontam assinaturas fortemente magmáticas no diagrama MnO versus SiO2, apesar dos cristais de apatita apresentarem, em sua maioria, origem hidrotermal. A assinatura hidrotermal foi reconhecida apenas nos cristais de apatita da zona mineralizada do depósito Salobo (apatita OZS), que também apresentam os maiores valores (Eu/Eu*)N, indicativos de alta fugacidade de oxigênio. Os cristais de apatita da zona central dos depósitos (apatita OZS e OZGT-C) apresentam forte empobrecimento em ETR pesados, o que indica cristalização concomitante de almandina nos halos de alteração de Fe-K, além de apontar a presença de fluidos hidrotermais evoluídos. Cristais de apatita ígnea são preservados no granito G2 (apatita G2core). Assinatura de ETR correlacionada à G2core também é encontrada em apatita da zona mineralizada do depósito GT-46 (apatita OZGT-A), o que indica que o granito G2 pode ter tido um papel relevante no sistema hidrotermal IOCG. Assinaturas hidrotermais semelhantes dos cristais de apatita presentes nos granitos G2 e Old Salobo e na zona de minério do depósito GT-46 (apatita OSB, G2rim e OZGT-B) sugerem que um mesmo fluido pode ter afetado ambos os depósitos. Por fim, diagramas Sr versus Mn e Y apontaram assinaturas graníticas nos cristais de apatita da zona central dos depósitos. Esses resultados indicam que processos magmáticos e hidrotermais coexistem nos depósitos de IOCG do setor norte da Província Carajás. Isso pode sugerir que os depósitos IOCG de idade 2,5 Ga da Província Carajás podem ter sido formados durante o desenvolvimento de amplos sistemas magmático-hidrotermais.
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    Formação e evolução da crosta continental terrestre no paleoarqueano : relações entre TTGs e dioritos durante a constituição do Bloco Gavião, Cráton São Francisco.
    (2022) Santos, Cláudia dos; Queiroga, Gláucia Nascimento; Zincone, Stéfano Albino; Zincone, Stéfano Albino; Castro, Marco Paulo de; Marques, Rodson de Abreu; Dantas, Elton Luiz; Barbuena, Danilo
    Os processos responsáveis pela formação e evolução da crosta continental terrestre durante o eo-paleoarqueano são incertos devido à escassez de crosta preservada. Os principais remanescentes da crosta continental antiga são representados por gnaisses tonalíticos-trondhjemíticosgranodioríticos (TTG). A interpretação da gênese e diversidade das composições químicas dos TTGs é fundamental para o entendimento de como a crosta continental evoluiu ao longo do tempo. O Bloco Gavião (BG), cráton São Francisco (Brasil), é uma região promissora para investigar essas questões, uma vez que contém remanescentes de crosta eo-paleoarqueana expostos e bem preservados. Este estudo apresenta novas idades de U-Pb, isótopos Hf, geoquímica de rocha total e química mineral de tonalitos e dioritos de 3,51 a 3,4 Ga do Complexo Caldeirão (BG) e faz uma comparação com dados geoquímicos e isotópicos anteriormente publicados de rochas eo-paleoarqueanas do BG. Além disso, foi realizada uma comparação entre os isótopos de Hf de zircões do BG com zircões hadeanos/eopaleoarquianos de outros cratons primitivos. As rochas estudadas apresentam características químicas semelhantes aos TTGs de baixa e média pressão definidos por Moyen (2011), porém possuem baixo teor de SiO2 e alto conteúdo de óxidos ferromagnesianos, quando comparados aos típicos TTGs arqueanos. Os dados apresentados trouxeram novas evidências sobre a gênese dos TTGs, mostrando que os tonalitos e dioritos do Complexo Caldeirão foram formados por processos de mistura entre magmas derivados do manto e crosta mais antiga disponível na área. O evento de ~ 3.4 Ga do Bloco Gavião é representado por tonalitos e dioritos do Complexo Caldeirão e TTGs de média e alta pressão do domo Sete Voltas. Este estudo mostra que essas rochas podem ser cogenéticas e a variabilidade geoquímica, frequentemente atribuída a diferentes profundidades para o processo de fusão parcial de crosta máfica, é interpretada por processo de cristalização fracionada controlado pelo fracionamento e/ou acúmulo de plagioclásio e hornblenda/hornblendito. Os remanescentes crustais eo-paleoarqueanos do Bloco Gavião registram uma história de ~ 360 milhões de anos de eventos magmáticos datados de ~ 3,66 Ga a 3,30 Ga. Cada um dos eventos mais jovens do que 3,6 Ga registram novas adições juvenis que assimilaram a crosta mais velha, enquanto que as rochas mais antigas do que 3,6 Ga são formadas exclusivamente pelo retrabalhamento de uma protocrosta hadeana e, em menor extensão, da crosta eoarquiana inicial. A mudança no processo de geração de crosta no BG, registrada pela entrada de material juvenil, foi documentada em um período de ~ 3,8- 3,5 Ga em outros complexos cratônicos primitivos, incluindo Wyoming, Pilbara, Kaapvaal, Slave, Singhbhum e Yilgarn. Conforme documentado nesses outros crátons, este estudo sugere que a mudança no registro do isótopo Hf para rochas mais jovens que 3,6 Ga reflete uma transição da tectônica stangant-lid para uma tectônica mobile-lid no processo de formação da crosta continental do cráton do São Francisco. Esta mudança no regime geodinâmico parece ter sido global em ~ 3,8- 3,5 Ga e pode ter facilitado a extração de magmatismo juvenil, formação de magmatismo evoluído e a produção/estabilização do manto litosférico depletado, que foi fundamental para a formação dos primeiros crátons da Terra.
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    Caracterização geoquímica e isotópica in situ de apatita e plagioclásio : implicações petrogenéticas do sistema vulcano-plutônico de alta sílica Paleoarqueano do Bloco Gavião.
    (2020) Farias, Eliana Marinho Branches; Graça, Leonardo Martins; Zincone, Stéfano Albino; Graça, Leonardo Martins; Queiroga, Gláucia Nascimento; Dantas, Elton Luiz
    O sistema vulcano-plutônico Paleoarqueano do Bloco Gavião situado na porção leste do Bloco Gavião, cráton São Francisco preserva rochas vulcânicas e graníticas com idades de ca. 3,2-3,3 Ga. O sistema vulcânico-plutônico é representado pelo riolito Contendas de 3,3 Ga e por granitos como o Boa Sorte de 3,2 Ga e Serra dos Meiras de 3,3 Ga que ocorrem na sequência supracrustal Contendas-Mirante. O granito Boa Sorte tem ocorrência próxima a complexos gnáissicos enquanto o granito Serra dos Meiras ocorre na forma de dique no domo Serra dos Meiras. O foco principal deste trabalho envolveu o estudo geoquímico mineral em apatita e plagioclásio assim como de isótopos de Sr em cristais de plagioclásio. O detalhamento geoquímico de elementos maiores, menores e de traços associado a observações texturais da apatita revelaram duas assinaturas composicionais do sistema magmático do granito Serra dos Meiras. As duas assinaturas geoquímicas dos elementos traços sugerem uma possível variação composicional em decorrência da cristalização fracionada e possivelmente de assimilação crustal. Tais fatores ocasionaram o aumento da solubilidade da apatita G1 e retardamento da saturação da apatita G2. No sistema vulcano-plutônico de 3,3 Ga, o riolito Contendas apresenta características texturais primárias como cristais de plagioclásio com hábitos tabulares, autólitos (microenclaves), texturas rapakivi além de glomerocristais. Variações composicionais de elementos menores e de elementos traços leves indicam diferenças dos cristais tabulares considerados como representantes de fenocristais de plagioclásio em relação a textura rapakivi (cristais com borda de plagioclásio sódico e núcleo de feldspato potássico). Cristais considerados texturalmente como xenocristais (cristais que compõe os microenclaves) exibem assinatura semelhante aos fenocristais demonstrando assim corresponderem a autólitos que desfragmentaram do mush durante o processo de transporte do líquido residual para profundidades mais superficiais. Processos como descompressão também atuaram para a desestabilização dos cristais de feldspato potássico e formação consequente de plagioclásio sódico na borda do mineral. Análises isotópica de Sr em plagioclásio indicam presença de maiores razões radiogênicas de Sr no núcleo dos cristais e menores na borda assim como são observadas variações radiogênicas nas bordas dos cristais com textura rapakivi. As heterogeneidades isotópicas de Sr são indicativas de influência de processos de mistura de magmas crustais e de assimilação crustal. Em complementação a análise de plagioclásio no riolito foi realizado o estudo de elementos maiores e menores dos cristais de biotita. O mineral destaca origem exclusivamente crustal e reforça a interpretação de interação de magmas crustais. No granito Boa Sorte a variação isotópica de Sr observada entre núcleo-borda associada a restrita variação de Sr/Ba sugere a ocorrência de processo de assimilação crustal. O detalhamento desses processos petrogenéticos no sistema vulcano-plutônico do Bloco Gavião revelam que durante o Paleoarqueano processos de diferenciação magmática operaram na diversidade composicional do cráton São Francisco.
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    SATURN - uma nova ferramenta de correção de dados U-Pb para LA-ICP-MS.
    (2020) Silva, João Paulo Alves da; Lana, Cristiano de Carvalho; Lana, Cristiano de Carvalho; Cipriano, Ricardo Augusto Scholz; Gonçalves, Guilherme de Oliveira
    Na geocronologia, são tratados e reduzidos dados que permitem calcular razões isotópicas e incertezas de amostras analisadas em espectrômetros de massas. Dentre as técnicas existentes para aquisição de dados, este trabalho utilizou como enfoque LA-ICP-MS (Laser Ablation-Inductively Coupled-Mass Spectrometry) para o método geocronológico U-Th-Pb. A aquisição de dados, seja ela pelo sistema Multi-collector (MC), Setor Magnético (SF) ou Quadrupole (Q), necessita de tratamento e reduções. Os dados adquiridos passam por correções (ex.: interferências isobáricas e fracionamento induzido pelo laser) e reduções, as quais consistem no cálculo das razões isotópicas, e incertezas. As incertezas totais resultam da propagação das incertezas calculadas, quanto menos os dados necessitam serem reduzidos (corrigidos) menores serão as incertezas. Para este tratamento de dados, existem softwares disponíveis (ex.: Glitter, Iolite) que mesmo que possuam uma interface gráfica de fácil utilização e possibilitem a redução de dados on-line, não realizam correções de Pb comum ou o controle de dead-time dos contadores de íons. Como alternativa para estes softwares, existe a possibilidade de um tratamento de dados off-line utilizando de planilhas de Excel® e macros VBA. Neste último caso, é possível a aplicação das correções necessárias, porém o resultado final não é obtido de modo prático e dinâmico. Na busca por preencher essas lacunas, quanto ao tratamento de dados na geocronologia, o atual trabalho buscou o aperfeiçoamento de um software de redução de dados. Este software, desenvolvido no Departamento de Geologia da Universidade Federal de Ouro Preto, originalmente fez uso da linguagem computacional MatLAB®. A escolha por esta linguagem de programação se deve ao ambiente de fácil utilização para desenvolvimento dos algoritmos e interface gráfica, além de ferramentas nativas, funções inbuilt para processamento matemático-estatístico e ambiente dinâmico para depuração dos dados. Com o objetivo de aprimorar essa ferramenta, foram extraídos da literatura as equações para cálculo de concentrações, razões, idades, esquemas de correção de diversas interferências e propagação de incertezas, sempre considerando as devidas adaptações para dados originários tanto do Neptune ICP-MS-MC quanto do Element II ICP-MS. Com uma avaliação acerca dos métodos e equações aplicadas no processo, componentes de correções foram eliminados ou modificados, resultando na obtenção de melhores incertezas. Os dados analisados anteriormente, e previamente cedidos, em projetos realizados por pesquisadores do Departamento de Geologia da Universidade Federal de Ouro Preto, foram comparados quanto à sua redução no SATURN e por outros métodos utilizados atualmente pelo departamento. Através da comparação, com resultados preliminares, foram observadas menores incertezas aliadas a um processo mais eficiente e ágil.
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    Mapeamento geoquímico de sedimentos fluviais : diferentes métodos e suas aplicações ambientais.
    (2019) Leão, Lucas Pereira; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Leite, Mariangela Garcia Praça; Costa, Raphael de Vicq Ferreira da; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Santiago, Aníbal da Fonseca; Ribeiro, Elizene Veloso; Roeser, Hubert Mathias Peter; Souza, Caroline Delpupo
    O mapeamento geoquímico de sedimentos fluviais é um dos métodos de investigação mais utilizados para prospecção mineral e geoquímica ambiental. A utilização dos sedimentos fluviais, se justifica por esses serem considerados uma amostra representativa de rochas e solos presentes na bacia de drenagem, a montante de seu local de amostragem. A escolha do local de amostragem, é um dos critérios mais importantes para obtenção de resultados satisfatórios, uma vez, que bacias de diferentes ordens, apresentam características distintas dos sedimentos, como tamanho dos grãos, mineralogia e graus de intemperismo. Neste trabalho, foram avaliadas distintas campanhas de mapeamento geoquímico para a região do Quadrilátero Ferrífero, a fim de se verificar as principais diferenças entre os resultados obtidos. Foram utilizadas metodologias de estatística uni e multivariadas, ferramentas de SIG para elaboração de mapas geoquímicos além processamento de imagens digitais. As concentrações dos metais pesados apresentaram diferentes comportamentos em relação às distintas granulometrias, e bacias amostrais sendo observado para a fração < 63um coletadas nas bacias de 3º ordem, maiores concentrações de Cd, Fe, Zn e Mn, já o As foi encontrado em maiores concentrações associados a sedimentos <0,175 mm em bacias de 1º e 2º ordem. Além disso, o mapeamento geoquímico conduzido com frações granulométricas mais finas, apresentaram maior distribuição espacial de elementos potencialmente tóxicos, com valores muito acima do background geoquímico da região. Neste sentido, as amostras mais finas foram utilizadas para avaliação do grau de poluição dos sedimentos fluviais a partir dos índices fator de contaminação (CF), fator de enriquecimento (EF), índice de geo-acumulação (Igeo), índice de carga de poluição (PLI), índice de potencial risco ecológico (RI), grau de contaminação modificado (mCd), índice de poluição (PI) e índice de poluição modificado (MPI). Os diversos índices permitiram a verificação de uma intensa contaminação de As, Cd e Cr em grande parte da região, o que não havia sido quantificado até então, e a delimitação de duas áreas bem definidas que apresentaram contaminação para todos os parâmetros analisados, que somadas ocupam aproximadamente 20% de toda área do Quadrilátero Ferrífero. Ressalta-se ainda a importância da utilização de diferentes índices de qualidade de sedimentos, uma vez observado que os índices Igeo e mCd tendem a subestimar a contaminação dos sedimentos. Elevadas concentrações de Mn foram observadas em bacias com registros de atividades minerárias de Fe e/ou Mn, sendo classificadas pelo CF e EF como contaminação extremamente alta. Uma análise criteriosa dos sedimentos fluviais da bacia do rio Conceição, indicaram amostras com concentrações muito acima dos valores do background geoquímico da região, sendo classificadas como potencialmente contaminadas com Cd, Cr, Cu, Mn e Ni. Verificou-se ainda, pela primeira vez, o padrão de distribuição dos Elementos Terras Rara em amostras de sedimentos com concentrações elevadas de metais pesados, sendo observado forte correlação entre o As e anomalias positivas de Eu/Eu* e Ce/Ce*.
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    Evolução arqueana e paleoproterozoica de corpos plutônicos aflorantes no Bloco Itacambira – Monte Azul e em suas imediações : geocronologia U-pb, isótopos de Hf e geoquímica.
    (2019) Bersan, Samuel Moreira; Danderfer Filho, André; Danderfer Filho, André; Medeiros Júnior, Edgar Batista de; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Soares, Antônio Carlos Pedrosa; Silva, Luiz Carlos da
    O paleocontinente São Francisco, localizado na porção centro-oriental do Brasil, é formado por núcleos arqueanos e terrenos relacionados com arcos magmáticos paleoproterozoicos, amalgamados no decorrer de processos orogênicos globais entre o Sideriano e o Orosiriano (~2.36-2.0 Ga). Embora bem investigado na porção setentrional e meridional, o domínio central e elo entre essas duas regiões do paleocontinente São Francisco carece de investigações para embasar melhor a sua evolução crustal. Na presente tese foram conduzidos estudos no embasamento leste da faixa Araçuaí, no bloco Itacambira-Monte Azul (BIMA) e no segmento meridional do bloco Gavião, região norte de Minas Gerais, a partir de estudos petrográficos, litogeoquímicos, geocronológicos (U-Pb em zircão e titanita) e isotópicos (Lu-Hf em zircão) em plutonitos arqueanos (Pedra do Urubú, Rio Gorutuba e Barrocão) e paleoproterozoicos (Barrinha-Mamonas, Estreito, Paciência, Morro do Quilombo, Serra Branca, Mulungú, Confisco e Montezuma/Complexo Córrego Tinguí). Os granitoides que integram os plutons arqueanos apresentam assinaturas geoquímicas e petrográficas semelhantes à biotita-granitos arqueanos gerados pelo retrabalhamento de crosta continental mais antiga. Resultados geocronológicos obtidos neste trabalho, aliados a dados compilados da literatura, indicam que esses granitos foram gerados em dois eventos distintos de retrabalhamento crustal, um de idade Mesoarqueana, e outro no Neoarqueano. Além disso, zircões herdados com idades entre o Paleo e o Neoarqueano (entre 3.36 Ga e 2.51 Ga) são abundantes nos granitoides paleoproterozoicos tardi- a pós-colisionais que ocorrem no BIMA. Esses zircões apresentam assinaturas de Hf negativas e sugerem uma evolução arqueana duradoura para esse segmento do paleocontinente São Francisco. Processos de retrabalhamento crustal são predominantes, enquanto eventos de crescimento crustal seriam esporádicos em torno de 3.05 Ga. Os diversos plutons paleoproterozoicos afloram segundo uma orientação preferencial N-S ao longo da região centrosetentrional do BIMA e na região do Complexo Córrego Tinguí, no setor meridional do bloco Gavião. As assinaturas químicas dessas rochas, que variam de appinitos, sienitos, quartzomonzonitos a granitos, mostram que esses diversos corpos plutônicos são dominantemente potássicos a ultrapotassicos, com afinidade alcalina a alcalina-cálcica, com forte enriquecimento em LILEs e elementos terras raras leves, empobrecimento em Nb, Ta e Ti, além de moderados a altos Mg#. Esse magmatismo potássico/ultrapotássico é compatível com um ambiente tectônico tardi- a pós-colisional, no qual o processo de slab-break off foi seguido pelo colapso orogenético e ascensão de uma pluma mantélica, associadas à um magma gerado pela fusão parcial de uma fonte mantélica previamente metassomatizada por subducção, com posterior hibridização de magmas gerados pela fusão parcial de crosta continental (protolitos ígneos e/ou sedimentares). As datações U-Pb em zircão e titanita para esses granitoides indicam um evento duradouro, com idades de cristalização entre 2.06 Ga e 1.98 Ga, compatíveis com o estágio tardi- a pós-colisional registrado para o paleocontinente São Francisco ao longo da transição entre o Riaciano e o Orosiriano. Apesar das semelhanças geoquímicas e geocronológicas, uma assinatura isotópica contrastante registrada em zircões cristalizados e herdados presentes nessas rochas, se mostra compatível com a existência de dois terrenos crustais distintos: um de natureza predominantemente arqueana que possivelmente representa a borda ocidental retrabalhada do paleocontinente São Francisco; e um terreno dominantemente juvenil, exótico em relação à crosta paleo a neoarqueana do núcleo desse paleocontinente, provavelmente relacionado a um ambiente de arco de ilhas, posteriormente acrescionado à sua margem. Dessa forma, os resultados apresentados nesta tese trazem indícios de que a evolução paleoproterozoica do segmento estudado registrada em granitoides tardi- a pós-colisionais é mais complexa do que previamente proposto, mostrando-se em alguns aspectos similar com aquela registrada na região do cinturão Mineiro, na porção meridional do paleocontinente São Francisco.
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    Denudação geoquímica em sistemas fluviais de cabeceira de drenagem da borda sul do Quadrilátero Ferrífero – MG.
    (2019) Martins, Ramon Messias; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Castro, Paulo de Tarso Amorim; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Val, Pedro de Almeida; Magalhães Junior, Antônio Pereira
    A existência de processos de denudação geoquímica envolvidos na retração das cabeceiras ou mesmo no aparecimento de zonas deprimidas próximas às nascentes constituem processos complexos não totalmente entendidos. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar a espacialidade da denudação geoquímica em bacias de cabeceira, na região centro-sudeste de Minas Gerais, a partir da perda geoquímica em diferentes hierarquias fluviais. A proposta tem como área de estudo duas bacias (bacia B1 e B2) situadas em rochas do Grupo Sabará, unidade supracrustal da seção estratigráfica do QFe. Foram empregados trabalhos de campo para caracterização hidrogeomorfológica e mapeamento geológico, morfometria fluvial dos canais principais, construções de sessões topográficas, caracterização hidrogeoquímica via sonda multiparâmetros e espectrometria atômica via plasma acoplado indutivamente. As bacias são classificadas como endorréicas, com drenagem Consequente coincidindo com mergulho do acamamento de trend N24W32NE. O padrão de drenagem é do tipo Retangular, com as direções perpendiculares e paralelas ao acamamento. A bacia B1 possui 0,701 km2 , altitude do centroide em 1261 m e amplitude altimétrica de 157 m. Nela estão contidas 2 microbacias de 1ª ordem com áreas entre 0,142 e 0,278 km2 , e 2 bacias de contribuição de nascentes entre 0,012 e 0,018 km2 . A bacia B2 possui amplitude de 93 m, centroide em 1302 m e 0,349 km2 de área em que são contidas 5 microbacias de 1ª ordem, entre 0,007 e 0,082 km2 , e 5 bacias de contribuição de nascente com área entre 0,005 a 0,018 km2 . Os resultados indicam que as bacias são alongadas com índice de circularidade ~ ou <0,51 e magnitude da rede de drenagem muito alta (>15 canais/km2 ) com grande capacidade de geração de canais. A densidade de drenagem é caracteriza como muito alta (>3,50 km/km2 ) e a área mínima para a manutenção de 1 m2 de canal fluvial ocorre entre 172 m2 /m e 220 m2 /m. Foram caracterizadas 4 morfologias de nascentes (afloramento, duto, concavidade e cavidade) com exfiltração associadas à interseção de duas famílias de fraturas N-S (paralela ao acamamento) e ENE-WSW que demonstra a articulação da drenagem subsuperficial e superficial em áreas fraturadas. As tipologias são de contato; tubular; e fraturada inclinada; com vazão fluvial de 6ª magnitude e 7ª magnitude. A mobilidade da exfiltração foi de 0,01 m a 4,99 m para pequenas migrações; 5 m a 19,99 m para migrações de distâncias intermediárias e 20 m a 49,99 m para grande distância. Os dados hidrológicos indicam 2 períodos distintos (chuvoso e seco) e as vazões são maiores nos 1º e 2º trimestres de mensuração (chuvoso) e menores no 3º e 4º (seco). O monitoramento do pH indica que estes tendem a acidez (< 6,0) e os valores de eH não apresentam distribuição homogênea. Os domínios de estabilidade da água (eH-pH) indicam ambiente isolado da atmosfera/ambiente transicional para as amostras de nascentes e ambiente transicional/ambiente em contato com a atmosfera para os canais. Os resultados de condutividade elétrica evidenciam que as nascentes possuem as maiores mineralizações dentre as hierarquias fluviais. Os resultados indicam baixa alcalinidade (< 30 mg/L de CaCo3-) em função das litologias mapeadas não apresentarem assembleia mineral de alta solubilidade ou rica em sais. A analise de espectrometria atômica via plasma identificou os Elementos Maiores (EM) Al, Fe, Ca, K, Na, Mg, S, Si e Elementos Menores e Traço (EMT) Ba, Sr, Zn, Mn e Li que agrupados como Sólidos Totais Dissolvido (STD) indicam maior concentração destes na estação seca. A hierarquia nascente apresentou valores de EMT entre 0,002 e 0,116 mg/L e a canais fluviais de 0,002 a 0,111 mg/L. Em relação aos EM, as nascentes apresentam valores entre 0,011 e 2,680 mg/L e os canais de 0,011 a 2,906 mg/L. A perda geoquímica instantânea é expressa pela somatória dos elementos. Para as nascentes estes valores oscilaram no 1º, 2º, 3º e 4º trimestres respectios de 1,106 a 2,917 mg/L; 0,773 mg/L a 5,693 mg/L; 1,275 mg/L a 3,393 mg/L e 2,597 a 5,445 mg/L. Para os canais fluviais a oscilação foi de 1,173 a 2,298 mg/L; 1,118 a 3,491 mg/L; 1,980 a 3,649 mg/L e 3,105 a 3,519 mg/L. No geral, observa-se que apesar de existir maior variedade de elementos químicos nas águas durante o período úmido é no período seco que ocorre maior quantidade de STD e maior perda geoquímica instantânea. A denudação geoquímica anual de EMT ocorre de 0,005*10-1 a 0,039 ton/ano/km2 para nascentes, 0,004*10-1 a 1,894 ton/ano/km2 no canais de 1ª ordem e 0,047 a 0,485 ton/ano/km2 nos canais de 2ª ordem. Já a de EM para as respectivas ordens foi de 0,001*10-1 a 1,101 ton/ano/km2; 0,001*10-1 a 76,200 ton/ano/km2 e 0,956 a 42,890 ton/ano/km2. Em relação a denudação média por área constata-se que as bacias de contribuição de nascentes perdem entre 0,054 a 2,119 ton/ano/km2 de massa, as bacias de 1ª ordem de 0,158 a 136,277 ton/ano/km2 e, as bacias de 2ª ordem, entre 57,987 a 71,350 ton/ano/km2 . Em conclusão os dados revelam que a bacia B1 possui perda anual de 40,820 ton/km2/ano e rebaixamento do relevo de 15,69 m por Ma e a bacia B2 perda anual de 6,880 ton/km2/ano com rebaixamento topográfico do relevo de 2,65 m por Ma.
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    Estudo geoquímico e isotópico de amostras de itabiritos dos sinclinais Gandarela e Ouro Fino, Quadrilátero Ferrífero.
    (2019) Sampaio, Geraldo Magela Santos; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Lana, Cristiano de Carvalho; Melo, Gustavo Henrique Coelho de; Rios, Francisco Javier; Silva, Rosaline Cristina Figueiredo e
    Formações ferríferas são rochas sedimentares que foram depositadas essencialmente no Pré-cambriano, ricas em ferro que contém informações sobre a composição da água do mar antiga, da evolução da vida e dos processos ocorridos no sistema da Terra primitiva. A formação ferrífera de margem continental (tipo Lago Superior) da Formação Cauê, Quadrilátero Ferrífero, Brasil, compreende um metassedimento químico rico em ferro que foi alterado durante a circulação hidrotermal de fluidos basais, metamorfismo de fácies xisto verde a anfibolito, e enriquecimento supergênico do ferro. O objetivo deste trabalho é desenvolver e implementar métodos para a determinação de elementos-traço, especialmente os elementos terras raras (ETR) em amostras de itabiritos, e interpretar o comportamento do fracionamento do ferro (δ 56Fe) e dos ETR na Formação Ferrífera Cauê em um contexto diagenético, hidrotermal e metamórfico. O método implementado para análise de traços por ICP-MS após dissolução ácida e a metodologia desenvolvida para determinação de ETR por LA-ICP-MS se mostraram adequados ao uso pretendido. Análises litogeoquímicas baseadas na paragênese de amostras de dois testemunhos de sondagem com diferentes graus de alteração destacam a importância dos processos hidrotermais, metamórficos e supergênicos nas composições de REE e δ56Fe da formação de ferrífera. O primeiro furo de sondagem é proveniente do Sinclinal Ouro Fino (SOF) e apresenta litofácies menos alteradas na base, seguidas de outras que sofreram alteração hidrotermal e supergênica. O segundo furo é proveniente do Sinclinal Gandarela (SG) e possui itabiritos intensamente alterados por fluidos hidrotermais, enriquecimento supergênico e intemperismo. O efeito do enriquecimento do ferro e do intemperismo é melhor capturado ao longo do perfil de profundidade de cada furo pela relação inversa entre SiO2 e Fe2O3. Os valores de SiO2 são mais baixos e os valores de Fe2O3 mais altos perto da superfície. A presença de goethita a 500 m registra a profundidade máxima desses processos no subsolo. As anomalias ETR e Y das litofácies mais profundas e menos alteradas em ambos os núcleos são típicas de deposição em uma coluna de água redox estratificada. As litofácies intemperisadas apresentam diversas alterações nos padrões de ETR, anomalias de Ce e ausência de anomalias de Y, causadas principalmente pela percolação de fluidos. A mudança na composição isotópica do ferro com profundidade é mais complexa. Os valores mais negativos do SOF podem refletir a redução dissimilatória microbiana do Fe, e os valores positivos do SG podem estar relacionados à oxidação parcial do Fe2+ entre a fonte hidrotermal de ferro e os (hidr)óxidos de ferro. No entanto, quando interpretados em conjunto com dados mineralógicos e de ETR, esses dados provavelmente registram os vários processos de alteração que afetaram a Formação Ferrífera Cauê. Tais achados ressaltam a importância do acoplamento da análise sedimentológica com química elementar e isotópica para entender a deposição da formação ferrífera e processos de formação de minério de ferro.