DEGEO - Departamento de Geologia
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Item 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 PradoAlguns 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.Item Caracterização palinológica dos sedimentos quaternários da bacia do rio Maracujá Ouro Preto - MG.(2008) Gomes, Makênia Oliveira Soares; Delício, Maria Paula; Sarkis, Maria de Fátima Rodrigues; Delício, Maria Paula; Garcia, Maria Judite; Bacellar, Luis de Almeida PradoEste estudo objetivou com base na taxonomia e análise paleoecológica, a caracterização palinológica dos sedimentos quaternários aflorantes na região da Bacia do Rio Maracujá, distrito de Cachoeira do Campo, Ouro Preto - MG. Sendo este trabalho inédito, ele poderá contribuir para a compreensão dos eventos ambientais ocorridos na evolução da paisagem dessa região, além de auxiliar no entendimento paleoambiental do Quaternário de Minas Gerais. No perfil estratigráfico selecionado foram coletadas 12 canaletas de 40cm cada e amostradas de 5 em 5cm para o preparo de 72 amostras e 462 lâminas, conforme o método padrão de processamento para amostras palinológicas do Quaternário. A identificação dos palinomorfos foi feita através de literatura especializada. Os diagramas polínicos de porcentagem foram confeccionados com os softwares TÍLIA e TILIAGRAF. A divisão dos diagramas polínicos em Ecozonas foi determinada pelo programa estatístico CONISS. Foram registrados 57 taxa com representantes de Chlorophyta (Zygnemataceae), Anthocerotophyta (Anthocerotaceae), Pteridophyta (Cyatheaceae, Lycopodiaceae, Dicksoniaceae, Gleicheniaceae, Polypodiaceae, Aspleniaceae, Schizaeceae, Pteridaceae), Trachaeophyta (Podocarpaceae) e Magnoliophyta (Anacardiaceae, Moraceae/Urticaceae, Chrysobalanaceae, Ericaceae, Myrsinaceae, Mimosaceae, Caesalpiniaceae (Leguminosae), Fabaceae, Polygalaceae, Myrtaceae, Thymelaeaceae, Melastomataceae, Loranthaceae, Aquifoliaceae, Euphorbiaceae, Malpighiaceae, Sapindaceae, Proteaceae, Winteraceae, Rubiaceae, Asteraceae, Cyperaceae, Poaceae, Chloranthaceae e Bignoniaceae). Com base no comportamento dos palinomorfos ao longo da seção estratigráfica analisada foram delimitadas duas Ecozonas palinológicas denominadas de Ecozona I, indivisível, e Ecozona II, subdividida em quatro Subecozonas. A Ecozona I, entre 950 a 600cm de profundidade, representa a parte basal do perfil amostrado, composto pelas amostras C12, C11, C10, e C9. Sedimentologicamente está representada por intercalações de areias finas a grossas, com intervalos argilosos ricos em matéria orgânica. Esta unidade está caracterizada pelo estabelecimento e domínio da flora de Cyperaceae e Poaceae, ausência de elementos arbóreos e baixa diversidade de esporos de pteridófitos, indicando condições climáticas mais secas do que as atuais. A Ecozona II, entre 600 e 150cm de profundidade, representa o topo do perfil e é composta pelas amostras C8, C7, C6, C5, C4, C3, C2 e C1. Caracteriza-se sedimentologicamente pela predominância de níveis argilosos de coloração escura, ricos em matéria orgânica, com intercalações cíclicas de areias. Esta Ecozona está representada pelo declínio progressivo da flora herbácea de Cyperaceae e Poaceae, observando-se em alguns níveis uma redução desses grupos de até 75%. O aumento dos elementos arbóreos e arbustivos e a elevação da diversidade de esporos de pteridófitos sugerem prováveis condições climáticas mais úmidas. A presença de intercalações cíclicas com camadas de espessuras variadas de areias e argilas, provavelmente está relacionada a eventos freqüentes, e mais intensos, de erosão e sedimentação. Estes eventos são registrados no Quaternário e de acordo com vários autores relacionam-se com variações climáticas.Item 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 ChicarinoA 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.Item Carbon isotopes of Mesoproterozoic–Neoproterozoic sequences from Southern São Francisco craton and Araçuaí Belt, Brazil : paleographic implications.(2004) Santos, Roberto Ventura; Alvarenga, Carlos Josá Souza de; Babinski, Marly; Ramo, Maria Luiza S.; Cukrov, Neven; Fonseca, Marco Antônio; Sial, Alcides da Nóbrega; Dardenne, Marcel Auguste; Noce, Carlos MaurícioThis paper addresses the carbon isotope variations observed on Mesoproterozoic and Neoproterozoic carbonates from the southeastern part of the Sa˜o Francisco craton and Arac¸uaı´ Belt, Brazil. Carbonates were collected across sections of the Mesoproterozoic Espinhac¸o Supergroup (Rio Pardo Grande Formation) and of the Neoproterozoic units of the Sa˜o Francisco basin, including: (i) dolomites and marls of the Macau´bas Group (Domingas Formation); (ii) dolomite pebbles and carbonatic matrix of the diamictites of the Jequitaı´ Formation; (iii) limestones of the overlying Bambuı´ Group. Limestones of the Espinhac¸o Supergroup present a flat trend of positive d13CPDB values (varying betweenC1 andC2‰), while samples of the Macau´bas Group present an upward trend of decreasing carbon isotopic values (fromC0.7 toK4.0‰). The lower d13CPDB values of this latter unit were obtained on the upper part of the section. Dolostone pebbles and carbonates in the matrix of the diamictite also present negative d13CPDB values (K3.1 and K0.6‰). Except for carbonatic pelites placed above the diamictites, that present d13CPDB of C7.7‰, limestone samples of all the sections of the Bambuı´ Group have d13CPDB values above C8‰. The data presented here reveal significant differences between carbonates from the Espinhac¸o and Macau´bas Groups, indicating that this latter unit may be correlated with the diamictites from the Jequitaı´ Formation, as already suggested by previous stratigraphic studies. The data also reveal the absence of the low positive d13CPDB carbonates (belowC3‰) frequently present at the base of the Bambuı´ Group, thus suggesting that the deposition of this unit in the Serra do Cabral and Jequitaı´ areas took place after the regional positive d13CPDB excursion observed in other parts of the basin. Hence, it is proposed that these areas were paleo-highs during the deposition of the lower portion of the Bambuı´ Group sediments.Item Iron Quadrangle, Brazil : elemental concentration determined by k0-instrumental neutron activation analysis. Part II: kale samples.(2006) Menezes, Maria Ângela de Barros Correia; Palmieri, Helena Eugênia Leonhardt; Leonel, Liliam Viana; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Jacimovic, RadojkoThe objective of this study was to evaluate the influence of mining activity on elemental concentrations in kale grown around a mining area. Two sites studied are in the Iron Quadrangle, Minas Gerais, Brazil, considered one of the richest mineral-bearing regions in the world. One site is near mineral exploration activity and the other is an ecological area. A comparator site outside the Iron Quadrangle was also analyzed. This work focused on the determination of the elemental concentrations in kale applying the k0-instrumental neutron activation analysis. As the Brazilian legislation specifies values for soil only, the results for kale were compared to the literature values and it was found that the vegetable does not present any health risks.Item Geochemistry of muscovite from pegmatites of the Eastern Brazilian pegmatite province : a clue to petrogenesis and mineralization potential.(2007) Viana, Rúbia Ribeiro; Evangelista, Hanna Jordt; Stern, Willem B.Single crystals of muscovite (N = 143) from different zones of selected granitic pegmatites belonging to two wellknown gem-producing districts of the Eastern Brazilian Pegmatite Province (northern Araçuai and western Governador Valadares in Minas Gerais) were analyzed for major, minor and trace elements. Structural formulae display considerable (Fe+Mg) variation within the octahedral site, coupled with tetrahedral Si-Al substitution (Tschermak substitution – phengite component). Tetrahedral Si varies from 3.06 to 3.21 and AlVI from 1.71 to 1.90 apfu. Trace elements in muscovite are significant indicators for the economic potential of pegmatites as well as for the differentiation degree and origin of the magma. Muscovite with higher Li and B contents is characteristic for gem-tourmaline-bearing pegmatites. Lower concentrations in K/Rb, Ti and Mg and higher F contents are found in muscovites from higher differentiated zones within the pegmatite. In comparison with anatectic pegmatites, relatively low K/Rb ratios of muscovite from the studied pegmatites are indicative of derivation by fractional crystallization of granite magma. Zn, Ga and Y, elements rarely analyzed in micas, tend to increase with decreasing K/Rb ratios, showing them to be good indicators of the fractionation degree of magmas.Item Coríndon no Brazil : química, inclusões, espectroscopia e aspectos genéticos.(2006) Liccardo, Antônio; Evangelista, Hanna Jordt; Oliveira, Ester Figueiredo deItem Characterization of beryl (aquamarine variety) from pegmatites of Minas Gerais, Brazil.(2002) Viana, Rúbia Ribeiro; Evangelista, Hanna Jordt; Costa, Geraldo Magela da; Stern, Willem B.Eight samples of the beryl variety aquamarine were selected from four pegmatites in the Governador Valadares and Arac¸uaı´ regions in northeastern Minas Gerais State, Brazil. These samples were fully characterized by chemical analysis, infrared and UV-visible spectroscopy, thermal analyses, and high-temperature X-ray diffraction (from room temperature up to 800 C). Several physical and chemical properties of beryl were found to depend on the amount of water and ions residing in the structural channels. The thermal expansion coefficients from room temperature to about 800 C are temperature-independent, with aa @ )3.2 · 10)6 C)1 and ac @ )8.7 · 10)6 C)1. The contraction of both a and c unit-cell parameters with increasing temperature and the shift of the infrared band centered at about 1200 cm)1 were tentatively ascribed to interactions between channel water and the silicate rings. The color of beryl seems to be dictated by the relative proportions of Fe3+ in the octahedral sites and of fe2+ in the channels. Thus, deep-blue samples have little Fe3+, whereas greener samples have more Fe3+ or less channel Fe2+.Item The unusual Mössbauer spectrum of beryl.(2001) Viana, Rúbia Ribeiro; Costa, Geraldo Magela da; Evangelista, Hanna Jordt; Stern, Willem B.The Mössbauer spectra of several aquamarine samples have been obtained in the temperature range of 4.2–500 K. A common feature observed in all room-temperature spectra is the presence of an asymmetric Fe2+ doublet ( EQ ∼ 2.7 mm/s, δ ∼ 1.1 mm/s), with a very broad lowvelocity peak. This asymmetry is not caused by preferred orientation since the spectrum collected under the magic angle did not show any difference in the line intensities, nor is it caused by the superposition of a Fe3+ doublet. At 4.2 K the spectrum of a deep-blue beryl could be well fitted with three symmetrical doublets, with the major Fe2+ doublet accounting for 87% of the total spectral area. At 14 K the symmetry remains, but at 30 K the low-velocity peak is again broad. Surprisingly, the spectrum at 500 K also shows a broad, but symmetrical doublet, with a clear splitting of the lines indicating the presence of at least two Fe2+ components. The room-temperature spectrum obtained after the 500 K run shows the same features as before the heating. A meaningful fit for the roomtemperature spectrum, as well as an explanation for the temperature dependence of the Mössbauer spectra, are discussed.Item Iron-bearing phases in a peat-derived duricrust from Brazil.(2007) Varajão, Angélica Fortes Drummond Chicarino; Costa, Geraldo Magela da; Varajão, César Augusto Chicarino; Meunier, Alain; Colin, FabriceThe formation of aluminium-substituted iron-minerals is still subject to debate. We report a case study in a Humic Gleysol soil profile, developed on a sedimentary saprolite, from a basin floor on the Uberaba Plateau (Minas Gerais State, Brazil) where iron-phases are crystallized by a ferruginization process. The mineralogical and chemical properties were investigated by X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry and Mo¨ ssbauer spectroscopy. The specific surface area (BET method) and cation exchange capacity (CEC) were also determined. The soil profile is mainly composed of gibbsite, kaolinite and amorphous alumino-silicate phases, the latter being more frequent in the H horizon where the organic carbon content is greater. The surface area and CEC values are also greater in the H horizon (58.6 m2g 1 and 4.65 molckg 1, respectively) which indicates an increase in porosity caused by the presence of 20.8% of organic matter and amorphous materials. Goethite occurs as a secondary mineral in the H horizon and as the main mineral in the duricrust in association with haematite. The omnipresence of aluminium in the environment (24.6–46.2% of Al2O3) resulted in Al-substitution in all ironbearing phases but the goethite from the H horizon has the greatest Al-for-Fe substitution, with at least 20 mole per cent of aluminium. In spite of the greater microporosity and wetness of the H horizon, the immediate contact with the richest Al-source (gibbsite) favours the precipitation of unusually greatly Al-substituted goethite instead of haematite in this horizon.