DEGEO - Departamento de Geologia
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Item Assessing gully erosion susceptibility and its conditioning factors in southeastern Brazil using machine learning algorithms and bivariate statistical methods : a regional approach.(2022) Lana, Júlio Cesar; Castro, Paulo de Tarso Amorim; Lana, Cláudio EduardoDespite being a very common phenomenon worldwide, in Brazil, the factors and mechanisms that control gully erosion on a regional scale are still little known, which leads to the neglect of this environmental hazard by territorial and environmental management policies. In order to reducing this gap, we explored the potential of four common supervised machine learning algorithms, named random forest (RF), logistic regression (LR), naïve Bayes (NB) and artificial neural network (ANN) to produce gully erosion susceptibility models for two gullied watersheds, located in the state of Minas Gerais, southeastern Brazil. The modeling was based on the construction of a solid gully inventory and a database consisting of fifteen geo-environmental factors (GEF), whose influence was determined from the information gain ratio (IGR) and two bivariate statistical methods, named frequency ratio (FR) and modified information value (MIV). The predictive performance of the models was evaluated by the area under the receiver operating characteristic curve (AUC), overall accuracy (ACC) and sufficiency analysis. The results revealed that random forest achieved the highest overall performance in correct prediction of gullies and produced the most realistic gully susceptibility maps. The IGR data indicated that all GEF considered in the analysis contributed to the predictive model, although lithology, elevation and rainfall are the most influential variables. From an integrated analysis between the gully inventory, field observations, FR and MIV values, we found that gullies seem to be triggered by high annual average rainfall, but only develop where a set of specific geo-environmental conditions occur simultaneously. Finally, despite the limited land use data available, anthropogenic activities do not seem to affect the regional distribution pattern of gullies, although we have not excluded their local influence in triggering some erosive features.Item Caracterização morfométrica, morfológica e sedimentar de leques aluviais dissecados : um novo olhar sobre os depósitos de encostas do Quadrilátero Ferrífero.(2022) Lopes, Fabrício Antonio; Castro, Paulo de Tarso Amorim; Lana, Cláudio EduardoEste artigo apresenta dados morfológicos, morfométricos e sedimentares de leques aluviais inativos assentados sobre as médias e altas vertentes do Quadrilátero Ferrífero, provenientes das regiões altas adjacentes aos principais vales fluviais. No levantamento dos dados morfométricos e morfológicos, além de cartas topográficas e imagens do Google Earth, utilizou-se imagens do satélite Sentinel-2, sensor MSI, nas bandas 2, 3, 4 e 8 de resolução espacial em 10m, obtidas através da programação Javascript na plataforma Google Earth Engine (GEE). Em campo foi possível levantar perfis de fácies e interpretar os processos sedimentares bem como o contexto paleoambiental no qual os leques foram gerados. Tratam-se de depósitos com adiantados processos erosivos ocasionados pela ocupação humana e, principalmente, pela alta incisão dos cursos de drenagem ocorridas no Holoceno. O desmantelamento dos depósitos refletiu na assimetria dos leques, contrariando os tradicionais formatos semicônicos em regiões áridas e semiáridas do globo. Todos os leques aluviais estudados foram gerados por processos desconfinados de alta energia, principalmente fluxos de detritos pseudoplásticos. Ao cotejar as idades disponíveis para os leques investigados, obtidas por luminescência opticamente estimulada, com os dados paleoclimáticos disponíveis para região sudeste do Brasil foi possível concluir que as fácies datadas foram colmatadas em um paleoclima seco.Item Identificação dos leques aluviais dissecados do Quadrilátero Ferrífero (MG) através de critérios espaciais e sedimentológicos.(2021) Lopes, Fabrício Antonio; Castro, Paulo de Tarso Amorim; Lana, Cláudio Eduardo; Dias, Renato CoelhoO objetivo desse estudo foi identificar os depósitos de leques aluviais colmatados ao longo da base das escarpas do Quadrilátero Ferrífero. A referida identificação ocorreu primeiramente em gabinete, onde foram realizadas leituras de trabalhos relacionados a geomorfologia da região bem como a interpretação dos mapas geológicos disponíveis. Os dados obtidos em gabinete serviram de base para norteamento dos trabalhos de campo, onde foi possível analisar carac terísticas espaciais, sedimentológicas e morfométricas dos depósitos de encosta e inferir sobre seu possível ambiente deposicional. Os trabalhos de campo foram direcionados a cinco depósitos localizados nas bordas Sul, Oeste e Noroeste do Quadrilátero Ferrífero cujos sedimentos estão posicionados de forma oblíqua ao vale principal com características faciológicas que remetem a fluxos de detritos desconfinados. Nos depósitos 1 e 2 foram verificadas diminuição granulométrica de montante para jusante, indicando brusca perda de energia. Essas características somadas as elevadas espessuras dos depósitos de fluxos de detritos permitiram inferir que tais acumulações compreendem leques aluviais inativos, atualmente em fase de dissecação pelos elementos erosivos naturais e antrópicos. Tais leques aluviais podem conter importantes informações a respeito do quadro paleoclimático e paleomorfológico da região, tendo potencial para contribuir com novos dados e aumentar o horizonte de interpretações a respeito da dinâmica paleoambiental quaternária regional.Item Grãos detríticos de zircão do grupo Itacolomi em sua área tipo, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais : idades, proveniência e significado tectônico.(2020) Duque, Tiago Rocha Faria; Alkmim, Fernando Flecha de; Lana, Cláudio EduardoO Grupo Itacolomi em sua localidade tipo, a serra homônima, situada na porção sudeste do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, caracteriza-se por uma sucessão de meta-arenitos, metaconglomerados e filitos. Nessa e demais ocorrências, o grupo é interpretado como uma associação de depósitos fluviais e de leques aluviais, acumulados em bacias intermontanas pós-orogênicas. As suas ocorrências na localidade tipo dão-se na forma de um bloco basal autóctone que jaz em discordância sobre rochas do Supergrupo Minas, e outro superior alóctone, lançado sobre o primeiro por uma falha de empurrão. O bloco autóctone corresponde à porção íntegra e internamente menos deformada do grupo e é constituído de um pacote de aproximadamente 400 m de meta-arenitos e metaconglomerados. No bloco alóctone, exposto no Pico do Itacolomi, meta-arenitos finos a médios com espessura de aproximadamente 145 m encontram-se, em geral, mais intensamente deformados. Os espectros de idades dos grãos de detríticos de zircão obtidos nos blocos autóctone e alóctone são ligeiramente diferentes. Os do primeiro são claramente unimodais, com picos em 2167, 2197 e 2203 Ma. Os do segundo são bimodais, com picos principais em 2156 e 2201 Ma. Eles indicam que as fontes principais do grupo devem ter sido, principalmente, os granitoides paleoproterozoicos do Cinturão Mineiro e do Complexo Mantiqueira, expostos respectivamente a sudoeste e leste da Serra do Itacolomi. A idade máxima de sedimentação do grupo pode ser estimada em 2129±11 Ma. Esses resultados, juntamente com outros disponíveis na literatura, indicam que o Grupo Itacolomi foi depositado em bacia de antepaís do orógeno paleoproterozoico que abarca o Quadrilátero Ferrífero e áreas adjacentes.Item Paleomorphology of the northwestern of the Quadrilátero Ferrífero (central Brazil) : stratigraphic and geochronological evidence of a pleistocene alluvial fan system.(2020) Lopes, Fabrício Antonio; Lana, Cláudio Eduardo; Castro, Paulo de Tarso Amorim; Lana, Cristiano de CarvalhoThis paper presents data on the fragments of ancient sedimentary deposits placed around the Piedade and Casa Branca streams, important right bank tributaries of the Paraopeba River. From these data, it was possible to establish a picture regarding the paleomorphology and paleodrainage of the area. The methodological steps adopted consisted of the definition of sedimentary facies, as well as the establishment of their sedimentary provenance (U/Pb method in detrital zircons) and deposition age (OSL in quartz). Through the facies analyses, it was possible to show channel facies (Gt) associated with debris flows (Gmm) and sieve deposits (Gh). In the sedimentary provenance stage, spectra of ages congruent with those found in literature for the Moeda and Cauê Formations were identified, suggesting that the Moeda mountain range is a source area. We also analyzed data on the sediments of the current bed, which indicate the same provenance, showing that the current courses constitute an embedded analog of the paleochannels. The data herein obtained corroborate the hypothesis that the eastern periphery of the Bonfim Complex was dominated by a system of alluvial fans between 9.5 ± 1 and 15.5 ± 1.6 ka before present, whose remnants are preserved on the current hilltops and mid slopes of the basement landscape.Item Sedimentologia e geocronologia aplicadas à investigação da influência da mineração de ferro no assoreamento de afluentes do rio Paraopeba, oeste do Quadrilátero Ferrífero, MG, Brasil.(2019) Lopes, Fabrício Antonio; Lana, Cláudio Eduardo; Castro, Paulo de Tarso AmorimEste trabalho apresenta dados sobre a dispersão natural e antrópica de minerais ferrosos nos sedimentos aluviais das bacias dos ribeirões Casa Branca e Piedade, importantes afluentes da margem direita do médio curso do rio Paraopeba. Mediante análises faciológicas e composicionais dos sedimentos de assoalho de canais e depósitos aluviais mais antigos, alçados em relação à calha fluvial atual, foi possível realizar comparações temporais do aporte de minerais ferrosos. As idades de deposição obtidas por luminescência opticamente estimulada (LOE) confirmam que os depósitos aluviais alçados foram originados em período anterior à instalação das mineradoras. As análises composicionais demonstraram quantidades anômalas de ferro nos sedimentos da atual calha dos rios, o que pode ser atribuído à instalação das mineradoras a montante.Item Characterization of xenotime from datas (Brazil) as a potential reference material for in situ u-pb geochronology.(2018) Vasconcelos, A. D.; Gonçalves, Guilherme de Oliveira; Lana, Cláudio Eduardo; Buick, Ian S.; Corfu, Fernando; Cipriano, Ricardo Augusto Scholz; Alkmim, Ana Ramalho; Queiroga, Gláucia Nascimento; Nalini Júnior, Hermínio AriasThis study investigatesfive megacrysts of xenotime (XN01, XN02, XN03, XN04, and XN05) aspotential reference materials (RMs) for U-Pb geochronology. These crystals belong to a 300 g xenotimeassortment, collected from alluvial deposits in SE Brazil. Electron microprobe and Laser Ablation-InductivelyCoupled Plasma-Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) analyses show that the selected crystals are internallyhomogeneous for most rare earth element, (REE, except some light REE) but are relatively heterogeneous forU and Th. The xenotime REE patterns are consistent with an origin from hydrothermal quartz veins in theDatas area that cut greenschist-facies metasediments and that locally contain other accessory phases such asrutile and monazite. High-precision U-Pb Isotope Dilution-Thermal Ionization Mass Spectrometry (ID-TIMS)analyses showed slight age heterogeneity for the XN01 crystal not observed in the XN02 sample. The twocrystals have slightly different average206Pb/238U ages of 513.4 ± 0.5 Ma (2 s) and 515.4 ± 0.2 Ma (2 s),respectively. In situ U-Pb isotope data acquired via LA-(Q,SF,MC)-ICP-MS are within the uncertainty of theID-TIMS data, showing homogeneity at the 1% precision of the laser ablation (and probably ion microprobe)technique. U-Pb LA-(MC, SF)-ICP-MS analyses, using XN01 as a primary RM, reproduced the ages of otherestablished RMs within less than 1% deviation. Other Datas crystals (XN03-05) also display a reproducibility inPb/U dates better than 1% on LA-ICP-MS, making them good candidates for further testing by ID-TIMS.Item Fatores que condicionam a presença e dispersão de minerais de ferro nos sedimentos arenosos das calhas, várzeas e terraços dos rios que drenam o Quadrilátero Ferrífero (MG).(2017) Castro, Paulo de Tarso Amorim; Lana, Cláudio Eduardo; Robertti, Tiago de Oliveira; Souza, Maria Eugênia Silva de; Quintaes, Mário; Moraes, Maria Elisa Martins; Silva, Neylliane Cristina Cruz daEste trabalho apresenta os resultados de estudos sedimentológicos realizados ao longo dos cursos de água das bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, das Velhas e Doce que drenam as áreas das minas de ferro do Quadrilátero Ferrífero. Foram realizadas caracterizações sedimentológicas e mineralógicas de amostras coletadas na calha dos cursos de água visando obter a concentração de minerais de ferro. Paralelamente, foram analisadas amostras de sedimentos coletados nas várzeas e terraços, com objetivo de obter elementos de comparação temporal da ocorrência de minerais de ferro em sedimentos aluviais depositados anteriormente à instalação das minas na região. Os resultados obtidos indicam que a presença de barramentos nos cursos de água interfere na dispersão dos minerais de ferro. A malha ferroviária utilizada como escoamento da produção de ferro ao longo do rio Piracicaba atua como fonte secundária de minerais de ferro nas várzeas e na calha do rio. Quando comparados à concentração de minerais de ferro nos terraços, os sedimentos das calhas fluviais mostram substancial aumento da concentração, indicando que a ação antrópica é a causadora deste aumento a despeito das ações mitigadoras que a legislação ambiental preconiza.Item Uso de geoprocessamento para indicação de áreas favoráveis à construção de aterro sanitário no município de Ouro Preto (MG).(2017) Amaral, Diógenes Guilherme Pampolini; Lana, Cláudio EduardoA disposição de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) em lugares inadequados, como nos lixões, além de poluir o meio ambiente favorece a proliferação de vetores transmissores de doenças. Apesar do atual sistema de disposição de resíduos sólidos de Ouro Preto, o Aterro do Marzagão, ter sido projetado e implantado corretamente, atualmente esse aterro controlado funciona semelhante a um lixão. A fim de acabar com os danos sociais, econômicos e ambientais causados pela disposição incorreta dos resíduos sólidos, a LEI 12.305/2010 instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS). Esta lei estabelece dentre algumas sanções a que todos os municípios do Brasil devem transformar, até 2014, seus depósitos inadequados de resíduos em aterros sanitários ambientalmente sustentáveis. Baseado na Política Nacional de Resíduos Sólidos e na situação atual do sistema de disposição de RSU do município, este trabalho tem como objetivo principal gerar um mapa identificando as áreas favoráveis à implantação de um novo aterro. Utilizando a análise multicritérios e o método booleano, foi possível realizar a seleção e classificação de terrenos a partir de técnicas de geoprocessamento pautadas em critérios geoambientais. O resultado obtido gerou um mapa classificando áreas como inaptas, restritas, moderadas e favoráveis à implantação de um aterro sanitário no município de Ouro Preto.Item Evento de fluxo de sedimentos de 2009 na Vila de São Vicente, Cachoeiro de Itapemirim – ES.(2016) Lana, Cláudio Eduardo; Macedo, Raiane Soares de; Gomes, Izadora Rodrigues; Oliveira, Fabrícia Benda deDurante o verão de 2009 a região Sul do Espírito Santo foi assolada por fl uxos de sedimentos ao longo de suas vertentes mais íngremes. A vila de São Vicente, distrito de Cachoeiro de Itapemirim, se destacou neste contexto, tendo sido palco de deslizamentos de encostas e sistemática remobilização de depósitos pré-existentes, cujo efeito foi o soterramento parcial do distrito por um corpo sedimentar de proporções quilométricas. O presente trabalho defi ne tecnicamente os limites espaciais da corrida e também classifi ca a entidade morfossedimentar gerada. Para tanto, lança-se mão de técnicas cartográfi cas e estratigráfi cas, as quais são integradas e confrontadas ao contexto geológico regional bem como a modelos análogos presentes na literatura especializada. Com a realização do estudo pretende-se fornecer as bases para o estabelecimento de critérios adequados de uso e ocupação na região, bem como para estudos mais aprofundados do fenômeno, envolvendo técnicas de alcance tridimensional como as geofísicas.