DEGEO - Departamento de Geologia

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    Os ciclos de Wilson numa perspectiva da CPLP : um contributo para o ensino da Geologia nos países lusófonos.
    (2014) Dias, R.; Rocha, R. B.; Kullberg, José Carlos; Ribeiro, A.; Fonseca, Marco Antônio
    A extrema duração dos processos associados a um ciclo de Wilson (que se estendem por algumas centenas de milhões de anos) torna impossível a sua observação em tempo real. Torna-se por isso necessário recorrer ao estudo de exemplos extraídos de diversas partes do Mundo que se pensa representarem diferentes estádios evolutivos de diferentes ciclos de Wilson; a integração dos exemplos permite então a compreensão do processo global; no fundo, uma outra forma de aplicação do princípio do actualismo. Os exemplos que são utilizados no ensino da Geologia em qualquer parte do mundo são sempre os mesmos. Embora a situação seja normal, porque a Geologia não está limitada por fronteiras políticas, ela acaba por separar normalmente o estudo da tectónica de placas do estudo da evolução geodinâmica dos países. Neste trabalho, defende-se uma abordagem complementar passível de ser utilizada na Comunidade dos Países de Língua Portuguesa, que usa exemplos destes países para a compreensão simultânea da Tectónica de Placas e da sua história geológica.
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    Contribuição à estratigrafia e geocronologia U-Pb de zircões detríticos da Formação Moeda (Grupo Caraça, Supergrupo Minas) na Serra do Caraça, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais.
    (2016) Nunes, Filipe Silva; Martins, Maximiliano de Souza; Lana, Cristiano de Carvalho; Alkmim, Fernando Flecha de; Babinski, Marly; Martins, Maximiliano de Souza
    O posicionamento litoestratigráfico da região denominada serra (maciço) do Caraça é um dos pontos mais controversos na literatura geológica do Quadrilátero Ferrífero. O trabalho traz à luz do conhecimento, novos dados litoestratigráficos associados a dados geocronológicos para a região. Os metassedimentos encontrados na serra, apresentam correlação lito e cronoestratigrafica com a Formação Moeda, apresentando idade deposicional máxima em 2520 ± 13 Ma, neoarqueana tardia. Foram reconhecidas três unidades (associações de fácies) na região. A unidade 1 foi interpretada como um sistema fluvial entrelaçado, a unidade 2 como um sistema fluvial entrelaçado com retrabalhamento eólico localizado, e a unidade 3 como um sistema fluvial entrelaçado com formação de linha de costa em porção restrita da bacia. Acredita-se que os sedimentos tenham se depositado em ambiente de rifte intra continental com evolução para margem passiva, representando o começo de um ciclo de Wilson na porção sul do cráton são Francisco por volta de 2,5 Ga, transcição entre o arqueano e o paleoproterozoico.
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    Contribuição à geoquímica, geocronologia, estrutura e evolução dos segmentos central e setentrional do arco magmático Rio Doce, Orógeno Araçuaí, MG.
    (2015) Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Alkmim, Fernando Flecha de; Soares, Antônio Carlos Pedrosa
    O Orógeno Araçuaí, localizado no sudeste do Brasil, juntamente com o cinturão do Congo Ocidental, situado na parte central oeste da África, formam o Orógeno Araçuaí-Oeste Congo, o qual foi gerado durante o fechamento do segmento terminal do Oceano Neoproterozóico Adamastor. Confinado entre os crátons do São Francisco e Congo, esta porção do Adamastor era somente parcialmente oceanizada. Embora este sistema orogênico seja diferente da vasta maioria dos orógenos conhecidos, ele contém uma grande quantidade de rochas ígneas orogênicas formadas em todos os estágios de sua evolução, desde o Ediacarano até o Ordoviciano. No presente estudo serão fornecidas novas informações sobre os segmentos central e setentrional da assembléia granítica Ediacarana mais antiga, a Supersuite G1, a qual em conjunto com o Grupo Rio Doce materializa o Arco Magmático Rio Doce. No segmento central, situado entre as cidades de Governador Valadares e Ipanema, MG, relações de campo e composições mineralógicas permitiram a individualização de três associações de litofacies, denominadas de zona com rochas portadoras de Opx, Tonalito-Granodiorito rico em enclaves e Granito a Tonalito pobre em enclaves, as quais foram interpretadas como exposições de diferentes níveis crustais na parte central do Orógeno Araçuaí. Portanto, essa região parece representar uma seção crustal inclinada, sendo que as raízes mais profundas do arco estão agora expostas ao longo de sua borda oeste. Quimicamente, essas associações plutônicas consistem majoritariamente de rochas magnesianas, metaluminosas a levemente peraluminosas (média ASI = 1,02), com assinatura cálcio-alcalina a alcali-cálcica de médio a alto-K. Nessa mesma região, rochas dacíticas e riolíticas do Grupo Rio Doce são essencialmente magnesianas, peraluminosas, cálcicas a cálcio-alcalinas e de médio a alto-K. Por outro lado, os plutons que formam a terminação norte do arco, entre os municípios de Teófilo Otoni e Rio do Prado, MG, consistem de granodioritos, tonalitos e monzogranitos, os quais quimicamente são similares à uma série magnesiana, levemente peraluminosa (média ASI = 1,07), cálcica (68%) a cálcio-alcalina (24%), e em menor proporção alcali-cálcica (8%), de médio a alto-K. As rochas graníticas G1 de ambas as áreas são marcadas por anomalias negativas de Nb-Ta, Sr e Ti, que seriam típicas de magmas relacionados à subducção. Entretanto, a combinação de dados isotópicos de Sr, Nd e Hf (HF(t) = -5,2 e -11,7 para os granitos G1 do norte), caracterizam o predomínio de uma assinatura crustal relacionada à anatexia de rochas meta-ígneas e meta-sedimentares, sobre cristalização fracionada de magmas de derivação mantélica. Novos dados U-Pb obtidos em zircão do segmento central do arco restringem a cristalização das rochas graníticas entre ca. 625 e 579 Ma, enquanto as idades das rochas meta-vulcânicas variam entre ca. 585 e 578 Ma. Esse evento, o qual antecede, com alguma superposição, a colocação dos granitos do tipo-S sin-colisionais do orógeno, deve assim representar o evento pré-colisional, relacionado à subducção, que teve lugar na formação do Orógeno Araçuaí. Adicionalmente, composições isotópicas Sm-Nd de rocha total mostram valores variáveis de Nd(t) entre -13,02 e -6,52, e idades modelo TDM variando entre 1,51 e 1,87 Ga. Portanto, predominantemente construído sobre um arco magmático Riaciano entre 630 e 580 Ma, a porção central do Arco Rio Doce mostra que fundidos crustais largamente prevalecem sobre magmas mantélicos, fornecendo dessa forma um bom estudo de caso, que em estudos futuros, poderá ser comparado a contextos orogênicos similares em outras partes do mundo. Para o segmento norte, novas idades U-Pb em zircão individualizaram dois grupos de granitóides. O mais antigo deles cristalizou entre 630 e 590 Ma e experimentou migmatização em torno de 585 Ma, ao passo que o grupo mais jovem cristalizou entre 570 e 590 Ma, e não mostra qualquer evidência de migmatização. Várias das amostras estudadas mostram boa correlação, em termos químicos, com campos de composições experimentais de fusão de anfibolitos, com algumas amostras plotando no campo de fusão de grauvacas. As rochas G1 do segmento norte apresentram diferenças se comparadas aos típicos granitos do tipo-I ou granitos do tipo-S, sendo particularmente similares aos granitos transicionais I/S descritos no arco Ordoviciano Famatiniano (NW Argentina). Sugere-se, portanto, um modelo híbrido, o qual envolveria fusão de rochas meta-ígneas (anfibolitos) e meta-sedimentares (meta-grauvacas) para a produção de magma na terminação norte do Arco Rio Doce. Entretanto, a real contribuição entre os membros finais nesse processo é um trabalho desafiador, ainda a ser realizado.
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    Uma investigação litosférica no Cráton São Francisco por dados magnetrométricos de satélite CHAMP.
    (2012) Oliveira, Natália Valadares de; Endo, Issamu
    A análise de dados magnetométricos de satélite provenientes da missão CHAMP (CHAllenging Mini-satellite Payload) e, pertencente ao Modelo Geomagnético da Litosfera MF4 (Magnetic Field – version 4), permitiu o avanço no conhecimento da estruturação litosférica da região do Cráton São Francisco. Os mapas temáticos geomagnéticos (campo total, derivada espaciais de 400, 100 e 50 km de altitude) da litosfera cratônica, aliados aos dados de anomalias Bouguer, profundidade da Moho (interface crosta/manto) e ondulações do geóide possibilitaram associar às estruturas resultantes de eventos tectônicos distintos de orogenias de núcleos continentais e de evolução para margens passivas, envolvidos na evolução geodinâmica da porção litosférica em questão. Adicionalmente, aplicou-se a técnica de inversão dos dados magnetométricos para a geração da superfície Curie a qual reflete a litosfera magnética da região investigada. Posteriormente, os resultados de dados de espessura magnética da litosfera inseridos a uma solução unidimensional da equação de condução de calor (considerando calor radiogênico), resultaram na determinação do fluxo térmico. A integração dos dados geofísicos supracitados e de dados geológicos provenientes da literatura possibilitou caracterizar a litosfera cratônica tanto a porção setentrional, quanto a porção meridional. De acordo com a análise dos resultados obtidos na presente tese, a porção setentrional do Cráton São Francisco, é caracterizada pela colagem de segmentos crustais arqueanos (Gavião, Jequié, Serrinha) e do segmento mais jovem (Itabuna – Salvador – Curaçá) durante a orogênese paleoproterozóica, apresenta um afinamento crustal no sentido EW com valores de interface crosta/manto entre 37 e 43 km. As espessuras da litosfera magnética encontram-se em torno de 60 e 110 km e o limite da litosfera/astenosfera se apresenta em torno de 160 a 220 km com contribuições do fluxo térmico entre 5 e 20 mW/m2. Já no Cráton São Francisco Meridional, onde a evolução tectônica é mais complexa, foi proposto à individualização dos segmentos crustais arqueanos e paleoproterozóicos em: Bonfim, Belo Horizonte, Bação, Gandarela e Dom Bosco. Nesta porção, a interface crosta/manto apresenta-se em torno de 35 e 40 km, já as espessuras da litosfera magnética variam entre 20 e 50 km. O limite litosfera/astenosfera encontra-se entre 160 e 220 km de profundidade, com o fluxo térmico oscilando entre 10 a 40 mW/m2 na superficie. Na Bacia São Francisco a interface crosta/manto atinge a 45 km de espessura e a litosfera magnética em torno de 30 e 60 km. O limite litosfera/astenosfera apresenta valores em torno de 220 e 240 km e as contribuições do fluxo térmico na região se aproximam entre 10 a 30 mW/m2. De acordo com os resultados apresentados na presente tese pode-se classificar o Cráton São Francisco como um cráton de formação arqueana de raiz fina e de espessuras litosféricas irregulares similares a um padrão de caixa de ovos irregular. Esta conclusão tem impacto direto sobre a estruturação da litosfera nesta importante segmento da Placa Sul-Americana, podendo auxiliar no entendimento dos processos envolvidos na sua evolução geodinâmica e nas relações que o mesmo apresenta com as faixas dobradas neoproterozóicas que o circundam.
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    Restauração estrutural da halotectônica na porção central da bacia de Santos e implicações para os sistemas petrolíferos.
    (Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Garcia, Sávio Francis de Melo; Danderfer Filho, André
    A presente pesquisa consiste em investigar um caso real a complexa interação entre deformação halotectônica e a sedimentação subsequente na parte central da margem passiva da bacia de Santos bem como avaliar seus efeitos sobre os processos de geração, migração e acumulação de petróleo. Para construir um modelo estrutural robusto e inovador foram aplicadas técnicas de restauração estrutural sob condições de contorno integradas de forma inédita: conservação material de todas as rochas incluindo a camada de sal, o controle da compensação isostática associada à um modelo regional de paleobatimetria através do tempo e calibração de resultados por análise de geohistórias de soterramento 1D durante a realização das restaurações. Os dados sísmicos e de poços disponíveis cobrem uma área onde a halocinese afeta os sistemas petrolíferos ativos. O maior depocentro da bacia está parcialmente inserido na área de investigação. Sua história de preenchimento sedimentar está associada ao desenvolvimento da falha de Cabo Frio e da lacuna de dezenas de quilômetros na ocorrência de sedimentos do Albiano. Minibacias submetidas à compressão halotectônica ocorrem em águas profundas. Neste contexto, os desafios da pesquisa é encontrar os meios para construir e restaurar o modelo estrutural. Foram interpretados quinze horizontes para construir um modelo de superfícies. Cinco seções geológicas foram restauradas e extrapoladas para análise de volumes de sal e unidades encaixantes. A restauração remove sucessivamente a camada mais superficial e descompacta as camadas remanescentes devido a carga sedimentar removida. Os procedimentos consideram também a compensação flexural de uma litosfera elástica pouco resistente. A isostasia joga um importante papel no controle tectono-sedimentar. Sua interação com a batimetria, a geometria das falhas e o modelo da superfície deposional condicionam a subsidência local e regional. Dados bioestratigráficos e sismofaciológicos calibram a paleobatimetria absolut ao longo do tempo. A restauração de seções diferencia a deformação da sequência da fase rifte de três outras depositadas acima do sal. Várias geohistórias 1D reconstruíram diferentes situações ao longo da principal direção de transporte para controlar as espessuras de restauração nas seções. As ferramentas 1D e 2D mostraram claramente a movimentação do sal para além dos limites da área e também uma forte correlação entre a dinâmica halocinética e o espaço de acomodação sedimentar disponível. A extrapolação dos resultados de restauração para o ambiente 3D permitiu melhor compartimentimentação dos hemigrabens da fase rifte, realçou o papel do alto estrutural no centro da área investigada e confirmou relações estruturais no controle da sedimentação. Dois depocentros foram amalgamados pela deposição do sal sobre um relevo herdado da acentuada subsidência tectônica da fase rifte. O preenchimento do compartimento de maior subsidência no setor oeste da área permitiu interpretações temporais na relação de estruturas de orientação NE-SW e NNW-SSE. Um procedimento na restauração de seções permitiu aferir melhor as relações batimétricas e isostáticas obtidas em uma segunda etapa da pesquisa. A premissa de conservação material da camada de sal se mostrou uma ferramenta operacional coerente com os resultados. A quantificação volumétrica da movimentação do sal mostrou boa correlação com a distensão lateral muito mais acentuada da fase de deriva continental. As implicações do cenário evolutivo da deformação para os sistemas petrolíferos foram qualitativamente interpretadas e comparadas com a abordagem de backstripping clássico. Três setores foram separamente analisados plataforma, talude e as águas profundas da elevação continental. A halotectônica relativamente precoce do setor mais proximal induziu uma geração mais rápida e curta ao passo que, para além da região do talude continental, os sistemas petrolíferos distais tiveram uma evolução mais heterogênea, com desenvolvimento mais lento, dissipado e diferenciado pelas halocinese, produzindo frentes de recargas mais longas. O impacto direto da restauração do sal sobre a avaliação da maturidade é relativamente pequeno, uma vez que 90% da deformação dúctil ocorre antes de 65 Ma e uma parte significante das rochas geradoras prossegue em geração. Por outro lado, a restauração halotectônica é fundamental considerando o impacto da deformação nas relações espaciais dos processos e elementos dos sistemas petrolíferos.
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    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.