Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-06-22T12:39:08Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-06-22T12:39:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-09-20T12:04:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Usma Cuervo 2016_Dissertação Mestrado Geociências UFPE.pdf: 11366215 bytes, checksum: ea3d3e75aa36f118697420651fd55f20 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T12:04:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Usma Cuervo 2016_Dissertação Mestrado Geociências UFPE.pdf: 11366215 bytes, checksum: ea3d3e75aa36f118697420651fd55f20 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / FACEPE / Ao nordeste de São Jose de Belmonte, Pernambuco, o Complexo Riacho Gravatá Meso- a Neoproterozoico e o Grupo Cachoeirinha Neoproterozoico afloram. Ambas unidades de origem sedimentar e com intercalações de carbonato (mármore), formações de ferro bandado (BIF) e metavulcânicas são limitadas pela Zona de Cisalhamento Serra do Caboblo com direção NE. Outra importante caraterística da região é a abundante ocorrência de plutons graníticos criogenianosediacaranos que intruem o Grupo Cachoeirinha. O Complexo Riacho Gravatá com maior contribuição de material vulcânico, registra um evento extensional de formação de bacias relacionado com uma zona próxima de magmatismo de arco. O Grupo Cachoeirinha corresponde a uma sequência metaturbidítica, é dividido em Formação Santana dos Garrotes (unidade basal) e Formação Serra Olho d’Água (unidade superior) depositado numa bacia de retro arco. Quimioestratigrafia elemental e isotópica de seções selecionadas foi realizada objetivando estabelecer condições deposicionais de formação de carbonatos e formações ferríferas e estimar sua cronologia. Petrologia de plutons graníticos teve a intenção de elucidar ambiente tectônico e condições de cristalização destes corpos. A seção Barro do Complexo Riacho Gravatá é composto principalmente de mármores dolomíticos. A composição isotópica destes carbonatos com δ13C de -2,8 a -0,7‰ e δ18O de -15.0 a -15.8‰ podem ser correlatos com seções de final do Esteniano a inicio do Toniano. Os padrões de ETRY permitem inferir um ambiente deposicional marinho sob condições anóxicas e contribuição de fluidos hidrotermais. Da Formação Santana dos Garrotes, mármores calcíticos das localidades de Pedreira e Oiti mostram δ13C médios de +4,9‰ e +4,1‰, respectivamente, além de anomalias negativa de Ce e positiva de Y, sugerindo uma idade de deposição Criogeniano médio a tardio num ambiente levemente oxigenado. Os padrões de ETRY normalizados em relação ao PAAS para o BIF da Localidade Oiti são a favor de uma precipitação hidrogenética com influência hidrotermal. Química em rocha total e mineralde plutons granodioriticos com epidoto magmático ao norte do povoado Carmo permitem identifica-los como cálcio-alcalino principalmente, e cálcio-alcalinos de alto K, de origem mista. Estes granodioritos provavelmente forma intruidos durante a fase final de um regime de subdução, cristalizando sob pressões de 6,6 – 9,3 kbar e temperaturas entre 720 e 765°C, a uma profundidade ao redor de 22 Km. / To the northeast of the São Jose de Belmonte, Pernambuco, the Meso- to Neoproterozoic Riacho Gravatá Complex and the Neoproterozoic Cachoeirinha Group outcrops. Both units of sedimentary origin and with carbonate (marble), banded iron formation (BIF) and metavolcanic intercalations are limited by the Serra do Caboclo Shear Zone with a NE direction. Another important characteristic of the area is the abundant occurrence of Cryogenian-Ediacaran granitic plutons that intrude the Cachoeirinha Group. The Riacho Gravatá Complex with great contribution of volcanic material, record an extensional event of basin formation related to a nearby zone of arc magmatism. The Cachoeirinha Group corresponds to a metaturbiditic sequence, it is divided into the Santana dos Garrotes Formation (basal unit) and the Serra Olho d’Água Formation (upper unit) deposited in a back-arc basin. Elemental and isotope chemostratigraphy of selected sections was carried out aiming at precising the depositional conditions of carbonate and iron-bearing sediment formation and estimating their chronology. Petrology of granitic plutons had the intention of elucidate tectonic environment and crystallizing conditions of these bodies. The Barro section of Riacho Gravatá Complex is composed mainly of dolomitic marbles. The isotopic composition of these carbonates with δ13C varying from -2.8 to -0.7‰ and δ18O from -15.0 to -15.8‰ can be correlated with late Stenian – early Tonian sections. The REE+Y patterns led to infer a marine depositional environment under slightly anoxic conditions and hydrothermal fluids contribution. From Santana dos Garrotes Formation, calcitic marbles at the Pedreira and Oiti localities display average δ13C, respectively, of +4.9‰ and +4.1‰, besides negative Ce anomaly and positive Y anomaly, suggesting a middle to late Cryogenian depositional age in a slightly oxygenated environment. The PAAS normalized REE + Y patterns for BIFs at the Oiti locality favor a hydrogenetic precipitation with hydrothermal influence. Bulk and mineral phase chemistry analyses of magmatic epidote-bearing granodioritic plutons to the north of the Carmo village allow identify them as calc-alkalic and high K calc-alkalic, of mixed origin. These granodiorites were likely intruded during final stages of a subduction regime, crystallizing under pressures of 6.6–9.3 kbar and temperatures in the 720–765°C range, at depths around 22 Km.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A forma isomórfica predominante nos biominerais (casca de ostra, coral, madrepérola e concha) estudados foi a aragonita. Contudo, o surgimento da fase calcita deu-se à temperatura de 500°C a uma taxa de aquecimento de 10°C/s para todas as amostras; e para a amostra de coral, à temperatura de 400°C, independente da taxa de aquecimento. O elemento mais abundante nas amostras de biominerais foi o Ca na forma de CaO e para os silicatos (tremolita, diopsídio e rodonita), o Si na forma de SiO. O elemento traço mais presente nas amostras de biominerais foi o Fe. A análise de ressonância paramagnética eletrônica mostrou as linhas de Mn2+ nas amostras de coral e madrepérola, antes da irradiação. Para amostras irradiadas, os defeitos encontrados foram os radicais CO2-, CO33-, CO3-, SO2-, SO3-, e num intervalo de g entre 2,0010 e 2,0062. Na análise por absorção óptica dos biominerais foram encontradas transições devido à presença de Mn nas amostras. Foi observado um pico termoluminescente (TL) em aproximadamente 140°C para os biominerais e em 180°C para os silicatos, cuja intensidade depende diretamente da dose. Para amostras expostas a diferentes tipos de radiações, o pico TL ocorre em temperaturas mais baixas. Para as curvas dose-resposta obtidas para esses materiais, foi possível determinar um intervalo de linearidade para o qual a sua aplicação em dosimetria de doses altas se torna possível. Levando-se em consideração o tipo de radiação, dentre os biominerais e os silicatos, obteve-se a menor dose detectável (40mGy), para a radiação gama em amostra de casca de ostra utilizando-se a técnica de medição de luminescência opticamente estimulada (LOE). Para radiação beta, as amostras de tremolita e diopsídio obtiveram a menor dose detectável (60mGy). No geral, obteve-se uma boa reprodutibilidade para as amostras, utilizando-se as técnicas TL, LOE e emissão exoeletrônica termicamente estimulada (TSEE) para as radiações alfa, beta e gama. Portanto, pode-se concluir que as amostras caracterizadas neste trabalho podem ser utilizadas como detectores/dosímetros de doses altas. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:48:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06637.pdf: 6435317 bytes, checksum: dd71fbfbf870392236b27f85714133b5 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-06-22T12:39:08Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-06-22T12:39:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Estudo realizado acerca da utilização de dois resíduos sólidos industriais (RSI) gerados em grande quantidade no Brasil, na obtenção de vidros soda-cal destinados à produção de embalagens. Os resíduos avaliados foram a cinza de casca de arroz (CCA) e resíduo do catalisador usado das unidades de Craqueamento Catalítico Fluido das Petroquímicas (ECAT), ambos podem ser classificados como resíduos sólidos de classe II de acordo com a norma NBR 10.004. Esta nova proposta para destinação desses resíduos é uma alternativa às atuais disposições, buscando não apenas minimizar os impactos ambientais gerados, mas também a valorização dos mesmos como matérias-primas. Para a produção das amostras, além da utilização dos RSIs, foram também utilizados óxidos fundente (Na2CO3) e estabilizante (CaO). Os resultados obtidos demonstraram que ambos podem ser usados como recebidos (sem tratamento prévio) substituindo matérias-primas importantes, fontes de Al2O3 e SiO2, necessárias para a formação de vidros. As amostras obtidas apresentaram a cor âmbar devido a presença de níquel (íons Ni2+) proveniente do ECAT e transmitância óptica de 18%. Estas, ainda demonstraram boa homogeneidade, i.e., ausência de bolhas e estriais e, resistências hidrolíticas média de 1,33x10-8 g/cm²·dia (superior à um vidro comercial de composição semelhante) de acordo com a ISO695-1984. O vidro obtido é adequado para aplicações que exigem baixa transmitância como embalagens de vidros em geral, os quais não requerem perfeita visibilidade e transparência. O teor de incorporação na composição final das amostras foi de aproximadamente 78% em massa. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

O estudo do interior da Terra apresenta diversos desafios, principalmente devido à impossibilidade de observações diretas de suas propriedades. Ondas sísmicas liberadas por terremotos são a melhor fonte de informação sobre a estrutura do planeta, mas sua correta interpretação depende do conhecimento das propriedades de seus elementos constituintes. Entretanto, estes estudos devem ser feitos nas condições extremas de temperatura e pressão do interior terrestre, condições difíceis de serem alcançadas em laboratório. Neste contexto, o estudo teórico de materiais tem sido muito importante na elaboração de modelos sobre a estrutura interna da Terra e na correta interpretação de dados sísmicos. Pesquisas recentes têm mostrado que a quantidade de carbono no manto inferior da Terra é maior do que se pensava anteriormente, e é importante compreender seus efeitos no interior profundo da Terra. Apesar da importância de entender os efeitos do carbono no interior da Terra, existem poucos estudos deste elemento nestas condições extremas de pressão e temperatura. Neste trabalho, utilizamos métodos e técnicas da física do estado sólido para estudar as propriedades de compostos de carbono nas condições de pressão e temperatura do manto inferior terrestre. Estudamos, primeiramente, as propriedades estruturais, eletrônicas e elásticas do MgSiO3 nas estruturas perovskita e pós-perovskita, considerado o principal mineral do manto inferior. Os resultados obtidos para as velocidades acústicas neste mineral mostraram variações maiores em relação às direções cristalinas, quando comparadas com mudanças devido à transição de fase estrutural. Isso indica que uma orientação preferencial dos eixos (anisotropia) pode ajudar a explicar algumas regiões com aumento descontínuo nas velocidades sísmicas. Posteriormente, foram obtidas as propriedades do MgCO3 e do CaCO3 em suas estruturas mais estáveis, em função da pressão. Nossos resultados foram comparados com os do MgSiO3 , mostrando que carbonatos de cálcio e de magnésio são estáveis nas condições do manto terrestre e que sua formação é energeticamente favorável. Resultados dos cálculos dos coeficientes elásticos e das velocidades acústicas nestes minerais mostram que as velocidades são menores que aquelas no MgSiO 3 . Dessa forma, em regiões ricas em carbono deve ocorrer a formação destes carbonatos e, por conseguinte, as velocidades sísmicas seriam menores nessas regiões. Isso pode explicar a existência das zonas de baixa velocidade na fronteira do manto inferior com o núcleo. Foram estudadas, também, as consequências da introdução de efeitos térmicos. Entretanto, obteve-se que os resultados não apresentam alterações significativas, de modo que mesmo nas altas temperaturas do interior da Terra nossas conclusões permanecem válidas, onde propomos que as regiões de baixa velocidade no manto inferior possam ser provocadas pela presença de carbono na forma de carbonatos e que a formação destes seria um modelo adicional para explicar onde e como o carbono pode ser armazenado no manto profundo. / Investigations on the Earths interior face several challenges, especially due to the infeasibility of direct observations of its properties. Earthquake seismic waves are the best information source about our planets structure, but its correct interpretation depends on the knowledge of its forming elements. However, these studies must consider the extreme pressures and temperatures of the Earths interior, hard to achieve experimentally. In this way, theoretical methods have emerged as an essential tool in elaborating models for the Earth internal structure and in the correct interpretation of seismic data. Recent studies have shown that the Earth must have much more carbon than previous thought, and it is important to understand its effects on the Earths deep interior. Despite its importance, there are few studies on carbon in these extreme conditions of pressure and temperature and on its effects in the Earths interior. In this investigation, we use theoretical solid state physics methods to investigate the properties of carbon compounds in the pressure and temperature conditions of Earths deep interior. First of all, we studied the electronic and elastic properties of MgSiO3 in the perovskite and post perovskite structures. This silicate is considered the main mineral in the Earths lower mantle. Our results show that seismic velocities have a larger variation with respect to the propagation direction than that with the phase transition. This indicates that a lattice preferred orientation can explain some seismic discontinuities. Thereafter, the properties of the MgCO3 and CaCO3 minerals were obtained in their more stable structures with respect to pressure. The results were compared with those of the MgSiO3, showing that calcium and magnesium carbonates are stable in the Earths mantle and that their formation is energetically favorable. The elastic coefficients and the acoustic velocities in these carbonates show seismic velocities considerably lower than those in the MgSiO3 . In this way, in regions with high carbon concentration the formation of carbonates could favorably occur and therefore the seismic velocities would be lower in those regions. This may explain the existence of low velocity zones near the bottom of Earths lower mantle. We also studied the consequences of the introduction of thermal effects. However, our results do not show any significant variation with temperature. Hence, even in the high temperatures of Earths interior, our conclusions are still valid where we propose that low velocity regions can be caused by the presence of carbon in the form of carbonates. Its formation could provide an additional model to explain where and how carbon can be stored in the deep mantle.

Uma característica de destaque da Nhecolândia, uma sub-região do Pantanal Sul-Mato- Grossense, é a presença de lagoas doces (baías) e salgadas (salinas) com uma grande variabilidade química entre si. Apesar da presença de sal nas salinas ser historicamente atribuída a processos passados, estudos recentes sugerem que as águas salgadas estão sendo originadas atualmente devido à concentração por evaporação. O perfil químico das águas salinas estaria sendo originado principalmente pelo controle de elementos (Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4) durante a concentração das águas, com o conseqüente envolvimento destes íons em dois processos: a formação de carbonatos e de silicatos magnesianos. Estudos preliminares em solos de salinas sugerem que a ocorrência de nódulos esbranquiçados e a presença de um horizonte enriquecido em argila podem evidenciar estes dois processos. Neste tipo de ambiente, carbonatos como calcita e dolomita são comumente neoformados, mas há divergências na literatura quanto ao mecanismo de origem autigênica dos silicatos magnesianos. Baseando-se no exposto acima, foram definidos os seguintes objetivos para a presente pesquisa: 1) ampliar o conhecimento sobre os solos associados às salinas através de uma caracterização baseada em dados de campo e laboratório dos solos presentes no entorno de uma lagoa salina representativa da Nhecolândia (lagoa do Meio); 2) identificar os processos envolvidos no controle do Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4 nas águas salinas, através do estudo das relações entre as fases líquidas (águas superficiais e subsuperficiais) e sólidas (minerais) presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio; e 3) identificar os mecanismos específicos de gênese dos minerais autigênicos possivelmente presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio. As amostras de solo foram coletadas ao longo de uma topossequência nos arredores da lagoa do Meio e submetidas à análise granulométrica, análises químicas (ICP-MS, pH, CE, carbono total, carbonato de cálcio equivalente, bases trocáveis e testes de imersão em água, ácido e bases) e análises mineralógicas (DRX, MET-EDS). Amostras de água superficiais e subsuperficiais foram coletadas em um transecto que abarca a topossequência estudada e então encaminhadas às análises de pH, Eh, CE, temperatura, titulação com HCl, cromatografia de íons, EAA e ICP-MS. Os solos dos arredores da salina do Meio caracterizam-se pela textura areia a franco-arenosa, pela ausência de estrutura e, de maneira geral, por altos valores de pH, CE, CTC e saturação em Na+. O pH fortemente alcalino e o domínio de Na+ no complexo de troca desencadeiam a atuação do processo de solonização e dos seguintes processos específicos associados: migração de matéria orgânica perfil abaixo, precipitação de carbonatos (calcita, dolomita e nahcolita) em nódulos, solubilização/precipitação de sílica amorfa e formação autigênica de minerais de argila do grupo das esmectitas e micas. Diferentes esmectitas estão presentes ao longo da topossequência: a) na zona raramente atingida pelas variações sazonais do nível d\'água da salina, a esmectita é do tipo ferribeidelita, possui um grau de interestratificação com mica e vermiculita e apresenta teores de Fe3+ similares às micas identificadas no mesmo solo. Estas características sugerem que o mineral do tipo ferribeidelita é originado pela transformação de micas enriquecidas em Fe3+, sendo a vermiculita provavelmente uma fase intermediária nesta transformação; b) na zona de maior variação sazonal do nível d\'água da salina, as esmectitas são classificadas como do tipo saponita e estevensita. Os baixos teores de elementos terras-raras nas amostras enriquecidas nestes minerais, o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 nas águas próximas à lagoa do Meio, a saturação das águas do entorno da lagoa em relação a saponita e estevensita e a presença destas esmectitas magnesianas nos locais onde são esperadas máximas taxas de evaporação, provam que estes minerais estão se originando por precipitação química diretamente da coluna d\'água da lagoa salina. Já as micas presentes nos solos estudados são do tipo ilita, glauconita e mica glauconítica, possuem interestratificação com camadas de esmectitas e parecem estar associadas a materiais amorfos. Experimentos de síntese disponíveis na literatura mostram que águas semelhantes às associadas à lagoa do Meio são ideais para a cristalização de micas a partir da precipitação inicial de hidróxidos amorfos. Desta forma, as evidências obtidas sugerem que estas micas são neoformadas a partir da precipitação inicial de amorfos e posterior cristalização. Os resultados obtidos certamente ampliaram o conhecimento sobre os solos presentes no entorno de lagoas salinas, uma vez os estudos disponíveis na literatura são baseados quase que exclusivamente em dados de campo. Mostrou-se que o controle do Ca2+ das águas mais salinas está sendo realizado pela formação de calcita e dolomita em nódulos, enquanto o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 está ocorrendo pela formação de esmectitas magnesianas do tipo saponita e estevensita. Estes processos são provavelmente os responsáveis pela alta variabilidade entre as águas doces das baías/vazantes e as salgadas das salinas/arredores, conforme hipótese lançada em literatura. Assim, o presente trabalho fornece fortes evidências de que a presença de sal nas águas das lagoas salinas da Nhecolândia é atual ou, ao menos, tem contribuição de processos atuais. Por fim, mostrou-se ser possível a formação conjunta de ilita, glauconita e mica glauconítica e de esmectitas do tipo saponita e estevensita pelo mecanismo de precipitação diretamente das águas ou soluções em ambientes sujeitos a concentração evaporativa. / A distinctive feature of Nhecolândia, a sub-region of the Pantanal wetland, is the presence in close proximity of freshwater and saline lakes with a huge chemical variability. The salt has been generally attributed to Pleistocene processes, but recent studies have suggested that saline waters arise from present-day concentration of freshwater by evaporation. The chemical profile of saline waters would be originated by chemical control of Ca2+, Mg2+, and Si(OH)4 as the water becomes more saline. Two processes would be responsible for this control: formation of carbonates and formation of Mg-silicates. The presence of whitish nodules and clayey horizons in soils associated to the saline lakes would be evidences of these processes. In saline-alkaline environments, carbonates such as calcite and dolomite are commonly formed by chemical precipitation, but the mechanisms responsible for Mgsilicates genesis are still under debate. The objectives of this research are: a) increasing the general knowledge about soils associated to Pantanal saline lakes through a detailed characterization of the soils located around a representative saline lake of Nhecolândia (\"Salina do Meio\"); b) identifying the processes involved in Ca2+, Mg2+ and Si(OH)4 control from saline waters, through the study of relationships between waters and minerals present in the soils around \"Salina do Meio\"; c) identifying the specific mechanisms of authigenic genesis of the minerals possibly found around \"Salina do Meio\". Soils were sampling along a toposequence and submitted to physical (particle-size), chemical (ICP-MS, pH, EC, total carbon, inorganic carbonate, exchangeable bases, and soaking in H2O, HCl 1N, and NaOH 4M), and mineralogical analyses (XRD and TEM-EDS). Water was collected along a transect involving the lake and submitted to pH, Eh, EC, temperature, titration with HCl, ion chromatography, and ICP-MS analyses. The studied soils are sandy, structureless, and present, in general, high values of pH, CE, CEC, and Na+ saturation. Prevailing of Na+ in the waters and exchangeable sites and dominance of extremely high pH strongly suggest the general action of solonization in these soils and its influence on the following processes: organic matter translocation toward deeper horizons, precipitation of carbonates (calcite, dolomite, and nahcolite) in nodules, precipitation of amorphous silica, and authigenic formation of smectites and micas. Different authigenic smectites occur along the toposequence: a) in the zone hardly reached by the lake level variation, the smectite is classified as ferribeidellite-type, present an interstratification with mica and vermiculite, and has similar amounts of Fe3+ than the Fe-mica present in the soils. These characteristics suggest that this ferribeidellite-type mineral originates from transformation of Fe-mica and that vermiculite may be an intermediate phase in this transformation; b) in the zone of seasonal lake level variation, the smectites are classified as saponite- and stevensite-type minerals. Low REE amounts in the samples enriched in saponite and stevensite, geochemical control of Mg2+ and Si(OH)4, saturation with respect to Mg smectite in the more saline waters, and presence of Mg-smectite where the maximum of evaporation is expected, prove that saponite- and stevensite-like minerals originate by chemical precipitation from the water column of the saline lake. The micas present in the studied soils are classified as illite-, glauconite- and glauconitic mica-type minerals. They present 20% or less smectite layers and seem to be associated to amorphous materials. Synthesis of micas available in the literature shows that water conditions similar to the study area allow for dioctahedral mica crystallization from initial precipitation of amorphous hydroxides. Therefore, it suggests that micas of study area are neoformed. The results of this dissertation contributed to a better understanding about the soils associated to Nhecolândia saline lakes, since most of the published researches are based on field data. The control of Ca2+ from more saline waters occurs by formation of calcite and dolomite in nodules, while the control of Mg2+ and Si(OH)4 occur by formation of Mg-smectites classified as saponite- and stevensite-type. These processes are probably responsible for the chemical variability between freshwater and saline lakes, as supposed in a previous research. Therefore, the present work gives strong evidences about the current origin of Nhecolândia salt water. Also, it showed the possibility of genesis of illite, glauconita, glauconitic mica, saponite, and stevensite minerals through direct precipitation of waters or soil solutions under concentration by evaporation.

Carbonatites are rare igneous rocks, which contain at least 50 %, carbonate minerals. They are often found along with alkaline silicate rocks, meaning that they contain relatively large amounts of Na2O and K2O, and important tools to understand mantle processes. Importantly, carbonatites are known to be rich in REE (Rare Earth Elements), compared to other magmatic rocks. The Alnö complex is located in the northern part of the island of Alnö, northeast of Sundsvall and is one of the biggest ring-shaped intrusions of the alkaline and carbonatite sort. The origin of carbonatites is not fully known yet but they may have resulted from a mantle plume, and absolute dating methods indicate that the age of the Alnö carbonatites are around 600 Ma. A large amount of carbonatites have been found in the Alnö complex and the purpose of this thesis is to assess whether the Alnö complex and its carbonatites can become a potential source of REEs and if it can be profitable to mine these. The research has been conducted by first analyzing samples from the Alnö complex in thin sections through a light polarising microscope. The thin sections were photographed with a focus on apatite crystals, since apatite are hosts of REE. The apatites in the thin sections are crystals with high relief, sub-rounded and white-grey in color in a calcitic matrix. The images of the apatite were then edited with photoshop, to graphically isolate the apatite. The processed images were then analyzed in a program called “ImageJ” to calculate the total area of apatites in the thin sections and the area percentage of apatites. The area percentage helps to give an estimation of how much REE that can occur in the carbonatites of the Alnö Complex. A recent 3D- analysis of the Alnö complex using petrophysical and geophysical methods indicated the volume of the complex, which when coupled with our apatite data, allows us to estimate the total REE volume. The estimation of occurrences of apatites was calculated to around 13 % of the carbonatites in the Alnö complex. The cost to mine the REEs was much higher than the market price of the REEs. So the Alnö carbonatites are not profitable to mine for REEs today. / Karbonatit är en ovanlig bergart som innehåller minst 50 procent karbonater, därav namnet. De hittas ofta i samband med alkaliska silikat-bergarter, vilket innebär att de innehåller till stor del natriumoxid och kaliumoxid samt kisel, och är viktiga för att kunna förstå processer i manteln. Karbonatiter är kända för att vara innehållsrika på sällsynta jordartsmetaller, även kända som REE, jämfört med andra magmatiska bergarter. Alnökomplexet ligger i den norra delen av Alnön, nordost om Sundsvall och är ett av världens största alkaliska och karbonatit-ringkomplex, med en radie på 2,5 km. Dess ursprung i jordens inre är okänt men det tros vara ett resultat av en mantelplym, smältor från manteln som stiger mot ytan, och åldersdatering via absoluta dateringsmetoder tyder på att karbonatiterna är nästan 600 Ma. Stora mängder karbonatiter har hittats i Alnökomplexet och syftet med detta arbete är att bedöma om Alnökomplexet potentiellt kan bli gynnsam som källa för prospektering av sällsynta jordartsmetaller, ur ekonomisk synpunkt. Detta utfördes genom att analysera prover från Alnökomplexet samt studera data från Magnus Anderssons arbete om Alnökomplexet. Proverna analyserades med hjälp av en mikroprob som fotograferade apatiten, vita kristaller i ett mörkgrå matrix, då apatit indikerar på hög sannolikhet för REE-förekomst. Sedan redigerades dessa bilder med Photoshop och Paint, där andra kristaller redigerades bort så att det enda som var kvar var de vit-gråa utåtstickande kristallerna mot ett kalcitrikt matrix. Med ett annat program som heter ImageJ beräknades arean av dessa kristaller samt procenten av arean som apatiterna utgör i tunnslipen. Detta gav en viss uppskattning på hur stor mängd REE som kan förekomma i Alnökarbonatiter. Resultatet jämfördes med data från Magnus Andersson som har gjort en 3D- undersökning av karbonatiter under Alnö-komplexet. Apatiten utgjorde en area på 13 % och mängden REE var inte tillräckligt stor mängd relativ marknadspriserna samt utvinningskostnader för att räknas som vinstgivande.

This thesis, largely describing diverse studies in organic synthesis, is divided into three parts. Part I, titled ‘Heterocycles’, describes in two chapters studies directed towards elaborating certain thiazole and oxazole derivatives as useful synthons. Part II, titled ‘Hydride transfers’, describes in two chapters synthetic and some mechanistic studies involving the Cannizzaro and Tishchenko reactions, apart from work with chirally-modified alumino and borohydride reagents. Finally, Part III, titled ‘Miscellaneous studies’, describes structural studies on cyclic carbonates. (For structural formula see the abstract.pdf file.)

Les calcaires hémipélagiques du Sud-Est de la France sont caractérisés par de faibles valeurs de porosité et de perméabilité. Ces caractéristiques permettent de considérer ces roches comme de potentiels analogues des réservoirs pétroliers non-conventionnels ou des aquifères fissurés. Ces réservoirs sont d’une importance capitale dans le contexte économique actuel. Néanmoins, l’exploitation de ce type de réservoir représente des risques industriels et des challenges techniques qui doivent être gérés pour réduire leur empreinte sur l’environnement.Ce travail apporte une quantité significative de nouvelles données et des méthodes pour caractériser les réservoirs carbonatés non-conventionnels. Il démontre l’importance des figures de compaction (stylolites, microstylolites et faisceaux de pression-dissolution) sur la capacité de stockage des fluides dans ce type de réservoir. Il montre aussi que l’évolution diagénétique des sédiments carbonatés hémipélagiques dépend de processus précoces (cimentations précoces, compaction différentielle) et éventuellement de réactivations plus tardives (inversion de contraintes tectoniques). Le couplage des modèles 3D avec les géostatistiques apparaît comme un protocole valide et rapide pour identifier les éléments clef (faciès, fractures et stylolites) qui jouent un rôle dans la distribution des hétérogénéités pétrophysiques des réservoirs non-conventionnels. Cette méthode permet aussi de générer des modèles équiprobable de corps géologiques fracturés et perméables permettant de possible investigations sur la distribution des zones d’écoulement préférentiels. / Hemipelagic limestones from the South-East of France are characterized by low values of porosity and permeability that allow considering these rocks as potential analogs to unconventional oil and gas reservoirs or fissured aquifers. These reservoirs are of primary importance in today’s economical context where the energy and the water’s demands grow with the increase in the world population. Nevertheless, the industrial exploitation of such reservoirs faces series of environmental risks and technical challenges that require to be managed in order to reduce their footprint on the environment.This work brought a significant amount of new data on unconventional carbonate reservoirs. It highlights how important compaction features (stylolites, microstylolites, solution seams) may be to fluids storage in such reservoirs. It shows that the diagenetic evolution of hemipelagic carbonate sediments depends on both early processes (sorting, early cementation, differential compaction) and eventual late reactivations (under tectonic stress inversion for example). Coupling three-dimensional modeling with geostatistics appear as an accurate and fast protocol to identify key elements (facies, fractures and stylolite) that play a role in the petrophysical heterogeneity of such unconventional reservoirs. This method also allows identifying equiprobable models of fractures geobodies and investigating the distribution of flow preferential pathways.