EM - Escola de Minas
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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.
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Item Evidências da colocação sintectônica de plutons revelada por estudos de campo, petrográficos, microestruturais e de química mineral : estudo de caso da Suíte Alto Maranhão (2130 Ma), Cinturão Mineiro, Sudeste do Brasil.(2020) Vieira, Reginaldo Resende; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da SilvaEste estudo é focado nos aspectos petrográficos, microestruturais e de química mineral das rochas presentes na Suíte Alto Maranhão (~2130 Ma), que é parte de um cinturão de granitoides Paleoproterozoicos localizados no sudeste do Brasil. Parâmetros microestruturais de grãos de quartzo e plagioclásio foram quantificados por serem fases amplamente estudadas e haver uma vasta gama de estudos de caso para comparação. Além disso, foram estudados enclaves microdioríticos, em tonalitos e quartzo-dioritos, que apresentam variáveis graus de alongamento e estão relacionados a processos de mistura de magmas. De maneira geral, os aspectos microestruturais revelam o domínio de feições ígneas a tardi-magmáticas, caracterizadas pelo alinhamento de grãos euédricos a subédricos de plagioclásios, de granulação grossa, que no geral não mostram feições relacionadas a deformação intracristalina. Grãos de quartzo e plagioclásio foram manualmente contornados e os mapas de contorno processados com o programa SPO para análise de forma dos mesmos. Distribuição de tamanho dos grãos, razões axiais e orientação preferencial de eixos maiores foram obtidas, assim como as elipses que melhor representam a forma característica dos agregados. O grau de orientação de forma dos grãos de plagioclásio foi analisado para cada estação de estudo com base em rosetas que mostram a orientação preferencial de seus eixos maiores, com a orientação principal média para cada agregado. Essa direção foi convencionada como direção X, X(L), sendo usada como referência para análise de orientação de forma dos grãos de quartzo. Plagioclásio, biotita, anfibólio e titanita foram ainda analisados com microssonda eletrônica. Levando-se em conta o contexto regional, sobretudo pela concordância entre os lineamentos Congonhas-Itaverava e Jeceaba-Bom Sucesso em relação aos alinhamentos verificados para grãos de plagioclásio – X(L), quartzo, biotita e anfibólio, estabeleceu-se, conforme os modelos vigentes na literatura, a provável origem sintectônica da Suíte Alto Maranhão em relação a movimentações direcionais ocorridas em ambos os lineamentos no decorrer do evento Transamazônico.Item Arcabouço estrutural, petrografia e idades U-Pb em zircão de diques intrusivos em granitoides da suíte Lagoa Dourada (2350 Ma) – Cinturão Mineiro, sudeste do Brasil.(2020) Lopes, Stéphany Rodrigues; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Gonçalves, Cristiane Paula de CastroA Suíte Lagoa Dourada (SLD), localizada no Cinturão Mineiro (CM), borda sul do Cráton São Francisco (CSF), datada em ca. 2,35 Ga, é composta por biotita-hornblenda tonalitos cortados por uma rede de diques classificados em 5 diferentes tipos (Tipos 1 a 5). Esses tipos foram individualizados a partir de suas relações de corte e orientação espacial, obtidas com cartografia de 4 áreas alvos, além da composição modal e textura. Com características microestruturais majoritariamente ígneas, a foliação observada nestes diques foi gerada durante a sua colocação, associada ao próprio fluxo magmático. As relações de corte observadas mostram que os diques Tipo 1 (ca. 2347 Ma) são os mais antigos, cuja idade obtida superpõe, dentro do erro analítico, a idade da rocha hospedeira. Esses diques foram alojados por meio de um sistema de fraturas sin-intrusivas provenientes da contração volumétrica do plúton durante a sua cristalização. O processo de ruptura da rocha hospedeira para a colocação dos demais tipos deve-se provavelmente ao fraturamento provocado pela pressão magmática, tendo a intrusão mais jovem (Tipo 5, ca. 2332 Ma) ocorrido aproximadamente 20 Ma após a sua cristalização. Tem-se então o registro singular da produção de crosta em ca. 2350-2330 Ma para a SLD e diques nela intrusivos, tempo que corresponde a um período de carência global do registro de geração de crosta continental (2,45 e 2,2 Ga).Item Contrasting oxygen fugacity of I- and S-type granites from the Araçuaí orogen, SE Brazil : an approach based on opaque mineral assemblages.(2019) Dias, Jordania Cristina dos Santos; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Gonçalves, Cristiane Paula de CastroThis study presents mineralogical characterization of opaque assemblages from I- and S-type granites from the Araçuaí orogen, southeastern Brazil that belong respectively, to the pre- and syn-collisional stages of the orogeny. Although these granites are geochemically well-characterized, with a robust geochemical, isotopic and geochronological database, their opaque minerals have not yet been investigated, and they provide important information about the oxygen fugacity and temperature conditions of their magmas. I-type granites (G1 Supersuite) consist of biotite hornblende granites and their opaque assemblage is ilmenite + pyrite + pyrrhotite ± magnetite ± Fe-Ti oxides ± chalcopyrite. S-type rocks (G2 Supersuite) are biotite muscovite sillimanite granites with ilmenite + graphite + pyrrhotite + pyrite as opaques. Our results combined with literature data show that ranges for oxygen fugacity (fO2) are: I-type granitoids containing magnetite and free of pyrite and phyrrhotite likely crystallized under fO2 between 10−15 bars and 10–8.5 bars, whereas magnetite free rocks containing pyrite and pyrrhotite should have crystallized with fO2 higher than 10−18 bars and lower than 10−15 bars. Regarding S-type granites, they must have crystallized under fO2 lower than 10−18 bars.Item From the plutonic root to the volcanic roof of a continental magmatic arc : a review of the Neoproterozoic Araçuaí orogen, southeastern Brazil.(2017) Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Alkmim, Fernando Flecha de; Soares, Antônio Pedrosa; Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Vieira, ValterThe Araçuaí-West Congo orogen (AWCO) is one of the various components of the Brasiliano/Pan- African orogenic network generated during the amalgamation of West Gondwana. In the reconstructions of Gondwana, the AWCO, encompassing the Araçuaí orogen of South America and the West Congo belt of Southwestern Africa, appears as a tongue-shaped orogenic zone embraced by the São Francisco-Congo craton. Differing from the vast majority of the known orogens owing to its singular confined setting, the AWCO contains a large amount of orogenic igneous rocks emplaced in all stages of its tectonic evolution. We present new and revised information about the oldest Ediacaran granitic assemblage, the G1 Supersuite, which together with the Rio Doce Group defines the Rio Doce magmatic arc, and then we propose a new tectonic setting for the arc. Field relationships and mineralogical compositions of the G1 Supersuite allow us to characterize three lithofacies associations, Opx-bearing rocks, enclaverich Tonalite–Granodiorite and enclave-poor Granite– Tonalite, suggesting different crustal levels are exposed in the central part of the Araçuaí orogen. The region is interpreted to represent a tilted crustal section, with deep arc roots now exposed along its western border. Chemically, these plutonic associations consist mostly of magnesian, metaluminous to slightly peraluminous, calcalkaline to alkali-calcic and medium- to high-K acidic rocks. The dacitic and rhyolitic rocks of the Rio Doce Group are mainly magnesian, peraluminous, calcic to calc-alkaline, and medium- to high-K acidic rocks. Zircon U–Pb data constrain the crystallization of the granitoids between ca. 625 and 574 Ma, while the age of the metamorphosed volcanic rocks is around ca. 585 Ma. Thus, within errors, these rock associations likely belong to the same magmatic event and might represent the subduction- related, pre-collisional, evolution of the Araçuaí orogen. In addition, whole-rock Sm–Nd isotopic compositions show variable negative εNd(t) values between −6.7 and −13.8, and TDM model ages varying from 1.39 to 2.26 Ga, while εHf(t) vary between −5.2 and −11.7, with TDM ages from 1.5 to 2.0 Ga. Thus, predominantly constructed upon Paleoproterozoic (Rhyacian) basement, the Rio Doce arc shows crustal sources largely prevailing over mantle sources, providing a well-studied example to be compared with similar orogenic settings around the world.Item The development of grain boundary orientation distribution in quartz.(2013) Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Lagoeiro, Leonardo EvangelistaThe fabric of high-angle boundaries in recrystallized quartz aggregates deformed under distinct strain and metamorphic conditions has been investigated in samples from iron formations recrystallized under lower greenschist to lower amphibolite facies conditions. Orientation of grain boundaries was measured using U-stage, while crystallographic fabric and misorientation between grains were measured using EBSD. In domains where grains were recrystallized under lower greenschist facies conditions, grain boundaries are sutured, composed of several small straight segments, whose traces can be parallel to traces of any crystallographic plane. In contrast, in domains of upper-greenschist–lower-amphibolite facies, grain boundaries are predominantly composed of long straight segments and belong to girdle of rhombohedral planes, while segments within girdle of basal or prism planes are rare. The longest segments (larger than 270 mm) are commonly within girdle of rhombohedral planes for the two grains that share a boundary surface, possibly representing Dauphine´ twin boundaries. Under higher temperature condition of the lower amphibolite facies (500–550 C), boundary segments are longer and tend to represent coincident crystallographic orientations for the two grains that share a boundary.Item SEM observation of grain boundary structures in quartz-iron oxide rocks deformed at intermediate metamorphic conditions.(2011) Lagoeiro, Leonardo Evangelista; Gonçalves, Cristiane Paula de CastroMuitos estudos têm demonstrado o efeito de uma segunda fase sobre a distribuição de fase fluida e dissolução de grãos de quartzo. Entretanto, como a maioria das observações vêm de agregados deformados sob condições de tensão hidrostática e em rochas quartzosas ricas em mica, a distribuição 3D de poros em bordas quartzo-quartzo (BQQ) e quartzo-hematita (BQH) tem sido estudada. Várias superfícies de fraturas orientadas segundo o elipsóide de deformação finita foram analisadas. A distribuição dos poros caracteriza a porosidade e a forma dos grãos como altamente anisotrópicas, o que resulta da natureza e orientação das bordas. BQH têm propriedades físico/químicas muito diferentes de BQQ, uma vez que as plaquetas de hematita têm forte efeito no comportamento do fluido, de maneira similar às micas em quartzitos. Elas são superfícies planas, livres de poros, normais à direção de máximo encurtamento, sugerindo que estiveram, em um momento, cobertas por um filme contínuo de fluido agindo como um caminho mais rápido de difusão. Nas BQQ, os poros são facetados, isolados, concentrados nos limites das mesmas refletindo o controle cristalográfico e uma rede interconectada de fluido ao longo das junções dos grãos. As BQQ normais à direção de máxima extensão são sítios de concentração de flui crescimento de grãos foram responsáveis pela formação de plaquetas de hematita e grãos de quartzo tabulares contribuindo significativamente para a geração da foliação observada nas rochas estudadas.Item The effects of quartz recrystallization and reaction on weak phase interconnection, strain localization and evolution of microstructure.(2015) Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva; Hirth, GregWe conducted axial compression and general shear experiments, at T ¼ 900 _C and P ¼ 1.5 GPa, on samples of banded iron formation (BIF) and synthetic aggregates of quartz, hematite and magnetite to investigate how dynamic recrystallization of quartz promotes strain localization, and the role of weak second phases (oxides) on the rheology and microstructural evolution of the aggregates. Experiments showed strain localization into oxide rich layers, and that the oxide content and oxide distribution are key factors for the strength of the aggregate. Only 2e10 wt.% hematite leads to pronounced weakening and increasing hematite content above ~10% has only a minor additional effect. Where oxide grains are dispersed, the initial strength contrast with quartz induces stress concentrations at their tips, promoting high stress recrystallization-accommodated dislocation creep of quartz. Fine recrystallized quartz reacts with oxide, forming trails of fine reaction product (ferrosilite/fayalite) leading to the interconnection/percolation of a weaker matrix. The strength contrast between the quartz framework and these finegrained trails promotes strain localization into micro-shear zones, inducing drastic strain weakening. Thus dynamic recrystallization of quartz promotes syn-deformational reactions leading to a microstructurally-controlled evolution of phase strength contrast. It results in a rheologic transition from load-bearing framework to a matrix-controlled rheology, with transition from SeC0 to SeC fabric with increasing strain.Item U-stage and EBSD technique as complementary methods.(2009) Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Lagoeiro, Leonardo EvangelistaNos últimos anos, o uso de microscopia eletrônica para análise textural de agregados minerais, por difração de elétrons retroespalhados (EBSD), tem se tornado importante meio para se determinar padrões de orientações preferenciais de maneira rápida e estatisticamente representativa. Entretanto, ao se considerar a geometria de borda dos grãos, não há como determinar a orientação das superfícies de borda, individualmente, por EBSD, o que se pode fazer através de platina universal acoplada a um microscópio ótico. A geometria e padrão de orientação das bordas dos grãos constituem importantes parâmetros microestrutural e textural que estão diretamente relacionados aos processos deformacionais ocorridos durante evolução e estabilização de determinado agregado, bem como às suas propriedades físicas. Portanto, ao se caracterizar a microtrama de um agregado é necessário que além de uma completa determinação das orientações cristalográficas preferenciais, se tenha controle da geometria e orientação dos segmentos de borda que limitam os grãos. Para tal, o uso da platina universal, apesar das restrições, é fundamental, já que permite a determinação das orientações das superfícies de borda individualmente, enquanto por EBSD tem-se uma análise global da relação de desorientação entre os grãos que compartilham uma borda. Nesse contexto, apresenta-se a metodologia para caracterização de padrões de orientação de bordas, aplicando os referidos métodos como técnicas complementares, o que permite a caracterização dos 5 graus de liberdade necessários: orientação do plano de borda, distribuição e orientação do par eixo-ângulo de desorientação. Para tal foram utilizados agregados de quartzo provenientes e formações ferríferas bandadas do Quadrilátero Ferrífero (MG).Item The rheology of banded iron formation : constraints from axial compression experiments.(2012) Gonçalves, Cristiane Paula de Castro; Hirth, Greg; Lagoeiro, Leonardo EvangelistaAmostras de formações ferríferas bandadas (BIF), compostas por diferentes proporções de quartzo e hematita foram deformadas, em experimentos de compressão axial, usando-se a prensa triaxial de Griggs, sob T = 900ºC, P =1.5 GPa e taxas de deformação de 10-5 e 10-6 s-1. O principal objetivo é investigar qual fase mineral controla a reologia de rochas poliminerálicas e determinar os processos que controlam a resistência observada para tais rochas. Amostras de BIF, da região do Quadrilátero Ferrífero, foram cortadas perpendicularmente à foliação, que é definida por bandas paralelas de quartzo e óxidos de ferro. A resistência das amostras diminui com o aumento da porcentagem de hematita e com a diminuição da taxa de deformação. Sob taxa de deformação de 10-5 s-1, amostras com bandamento composicional bem desenvolvido mostraram a mais alta resistência. Sob taxa de deformação mais lenta, 10-6 s-1, significativa diferença entre amostras com ou sem bandamento composicional não é observada. Como comparação, a 10-6 s-1, a amostra com a mais alta porcentagem de quartzo é tão fraca quanto a amostra com a mais alta porcentagem de hematita a 10-5 s-1. A deformação é localizada nas bandas ricas em hematita e uma observação intrigante é que os grãos de quartzo, nessas bandas, mostram maior evidência de deformação cristal-plástica que os grãos presentes em bandas quartzosas.