Submitted by infopei ufba (infopei@ufba.br) on 2016-11-24T14:38:58Z No. of bitstreams: 1 dis_thelma_soares.pdf: 1924992 bytes, checksum: 8716d9dc8b6b43d9ca0c97e661292821 (MD5) / Approved for entry into archive by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2017-03-17T17:43:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dis_thelma_soares.pdf: 1924992 bytes, checksum: 8716d9dc8b6b43d9ca0c97e661292821 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-17T17:43:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dis_thelma_soares.pdf: 1924992 bytes, checksum: 8716d9dc8b6b43d9ca0c97e661292821 (MD5) / A exploração das águas subterrâneas tem se tornado uma alternativa para o abastecimento de água nas pequenas comunidades do semi-árido baiano devido à carência hídrica da região. No entanto, devido aos altos índices de sais dissolvidos presente nestas águas é necessário tratamento para torná-la potável, o que ocorre através de processos de dessalinização, com isso uma grande quantidade de dessalinizadores tem sido implantado, produzindo um efluente salino que está sendo disposto atualmente em lugares inapropriados. Com o objetivo de estudar este efluente salino, com vista ao aproveitamento econômico do sal de magnésio proveniente do rejeito salino de poços equipados com dessalinizadores, foram selecionados 15 poços com dessalinizadores distribuídos numa área de 553 km2 situada na micro-bacia do rio do Peixe e Paratigi, na sub-bacia de Ipirá. O estudo hidroquímico mostrou que 93,3% dos poços analisados apresentaram água do tipo cloretada cálcio-magnesiana influenciada pelo litotipo da região como ortognaisses e gnaisses kinzigícos. Foi avaliada também a evolução temporal dos cátions e ânions para o período de 1998 a 2007 e conclui-se que não houve evidencia significativa de acréscimo ou diminuição destes íons nos reservatórios subterrâneos, apesar dos gráficos dos íons cloreto, magnésio, cálcio e sódio mostrarem uma tendência linear positiva para a localidade de Rio do Peixe e negativa para os íons cloreto e magnésio na localidade de São Roque. O rejeito produzido pelo processo de dessalinização, evaporado nos tanques para separar os sais através da cristalização seletiva, sob as condições ambientais da região, apresentou 97% dos sais cristalizados na forma de NaCl seguido de MgCl2 com apenas 2%. Os dados encontrados no experimento do laboratório, entretanto, ficaram de acordo com o cálculo teórico esperado onde 53,8% do sal cristalizado foi de NaCl seguido com 36,6%, de sais de magnésio. As concentrações presentes de magnésio indicam possibilidades interessantes de ganhos econômicos com sua exploração. Com os dados obtidos no campo o valor de produção do poço, pós-separação do magnésio foi de US$0,48 por m3/h. Os dados obtidos no laboratório elevaram este valor para US$ 16,52 por m3/h. A busca pela recuperação do magnésio na presente situação pode ser justificada do ponto de vista ambiental, visando a obtenção de rejeito zero nos dessalinizadores, eliminando o impacto ambiental atualmente gerado pela disposição dos rejeitos no solo e otimizando a recuperação integral da água presente nos poços salinos da região. Entretanto, os resultados colhidos em laboratório mostraram um potencial econômico para extração do magnésio bem mais elevado / The groundwater assessment has been an option of water supplying into semi arid small communities in Bahia due to the region scarce hydrological sources. However, because of the high level of dissolved salt in those waters treatments such as desalination processes are necessary to make them drinkable. As a result lots of desalinization centers have been implemented, generating salt waste matters that have been impropriated disposed. Thinking in study that salt waste matters, picturing the economic use of the magnesium salt resulted of the salt waste from the wells prepared with desalination technologies, 15 wells with those mechanisms were selected between an area of 553 km2 in the micro water body of Peixe and Paratigi rivers and Ipira sub water body. The hydrochemistry study showed that 93.3% of the analyzed wells have hard water due to the region geology such as ortognaisses e gnaisses kinzigícos. The cations and anions temporal evolution was as well evaluated between 1998 and 2007 period and no significant evidence of either increase or decrease of those ions in the ground reservoir were concluded, even with charts of chloride ions, magnesium, calcium e sodium showing an positive linear tendency to the Peixe river place and an negative to chloride ions and magnesium to Sao Roque location. The salt waste matter produced in the desalination process, evaporated in the tanks to separate the salts through crystallization selection, under the environmental region conditions, showed that 97% of the crystallized salts were in NaCl form followed by the MgCl2 with only 2%. The data founded in the laboratory experiments however, were very close to the theoretical study illustrating that 53.8% of the crystallized salt were from NaCl and 36,6% were from magnesium salt. The magnesium concentrations observed demonstrate possibilities of economics benefits with its exploration. With the collected field data the value of the well production plus magnesium post-separation was $0.48 per m3/h. The gather laboratory data increased this value to $16,52 per m3/h. The pursuit of the magnesium recuperation in this situation can be justify by an environmental point of view, looking for a zero waste matter production in those desalination sites , eradicating the environmental impact generated due to the disposal of those rejects in the soil and optimizing the complete water recovery in salt wells of that region. However, the results collected in laboratory revealed a higher economic value to the magnesium extraction.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diques de basaltos toleíticos de baixo-TiO2 ocorrem na porção oriental do Enxame de Diques da Serra do Mar, na Região dos Lagos, entre Niterói e Búzios. Eles têm direções, preferencialmente, NE-SW, subordinadamente, NNE-SSW e mais raramente, NW-SE, e formas intrusivas variáveis. Os basaltos são holocristalinos a hipocristalinos, inequigranulares a equigranulares, intergranulares e intersertais. Eles são constituídos essencialmente de plagioclásio, augita e/ou pigeonita, com olivina corroída, minerais opacos e apatita como minerais acessórios e biotita, bowlingita, idingisita, uralita e saussurita como minerais secundários. A assembléia de fenocristais destas rochas foi estimada em 15% de olivina, 40% de augita e 45% de plagioclásio. Os rochas inserem-se numa série basáltica subalcalina de afinidade toleítica de baixo-TiO2 pouco expandida (MgO= 8,13-5,91%peso), não tendo sido encontradas amostras representativas de líquidos basálticos primários. Esta suíte predominante foi denominada Suíte Costa Azul. No entanto, os dados litogeoquímicos apontam para a existência de mais que uma suíte de baixo-TiO2 na área de estudo que, segundo modelos de fusão parcial em equilíbrio modal, poderiam ter sido geradas por diferentes quantidades de fusão a partir de uma mesma fonte com granada residual. Em termos regionais, a suíte Costa Azul pode ser relacionada com a Suíte Esmeralda que ocorre na subprovíncia Sul de Paraná-Etendeka, muito embora abrangendo um espectro mais amplo de razões Ti/Y. As rochas da suíte Costa Azul evoluíram por 42% de cristalização fracionada envolvendo uma assembléia de fenocristais composta por 15% de olivina, 40% de augita e 45% de plagioclásio, sem mudança de assembléia fracionante. Misturas de componentes mantélicos empobrecidos (mínimo de 72% de D-MORB) e enriquecidos (máximo de 28% de manto litosférico subcontinental) estão associadas à petrogênese desta suíte. Misturas entre componentes do tipo pluma e litosféricos não conseguem explicar as composições parentais da suíte. Os modelos petrogenéticos permitiram a proposição de um modelo geodinâmico envolvendo delaminação do manto litosférico subcontinental englobado por células convectivas ascendentes do manto sublifosférico subjacente em níveis astenosféricos pouco profundos durante um estágio avançado de rifteamento do supercontinente Gondwana. / Low-TiO2, tholeiitic basalt dykes occur eastwards the Serra do Mar Dyke Swarm within the Região dos Lagos from Niterói up to Búzios city. The dykes strike preferentially NE-SW bearing variable intrusive structures. The basalts are holo- to hypocrystaline, equigranular to inequigranular rocks with mostly intergranular and intersertal textures. They are composed mostly by plagioclase, augite and/or pigeonite and have corroded olivine, opaque minerals and apatite as accessory phases. Secondary mineralas are represented by biotite, bowlingite, iddingisite, uralite and saussurite. The phenocrysts assemblage comprise 15% olivine, 40% augite and 45% plagioclase. The rocks comprise a low-TiO2, subalkaline, tholeiitic basaltic suite hereafter called the Costa Azul suite. Nevertheless, lithogeochemical data point to the existence of more than one low-TiO2 suite in the study area. Geochemical modelling has shown that these suites can be related by different degrees of partial melting from a similar mantle source with residual garnet. The Costa Azul suite can be related with the Esmeralda low-TiO2 basaltic suite within the Paraná-Etendeka CFB province due south Brazil although comprising a wider Ti/Y ratio range. The rocks of the Costa Azul suite evolved by 42% of fractional crystallisation involving a phenocryst assemblage with 15% de olivine, 40% augite and 45% plagioclase. Binary mixing modelling point to at least 72% of a D-MORB component and 28% of a subcontinental lithospheric mantle (SCLM) component in the petrogeneses of the Costa Azul basalts. Models involving mixing between plume-like asthenospheric and SCLM components cannot explain the geochemistry of parental liquids in the Costa Azul suite. A geodynamic model involving continental lithosphere delamination and entrainment by ascending convection cells from the underlying asthenospheric depleted mantle during an advanced stage of Gondwana rifting is depicted on the basis of the petrogenetic models proposed for the Costa Azul suite.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diques de basaltos toleíticos de baixo-TiO2 ocorrem na porção oriental do Enxame de Diques da Serra do Mar, na Região dos Lagos, entre Niterói e Búzios. Eles têm direções, preferencialmente, NE-SW, subordinadamente, NNE-SSW e mais raramente, NW-SE, e formas intrusivas variáveis. Os basaltos são holocristalinos a hipocristalinos, inequigranulares a equigranulares, intergranulares e intersertais. Eles são constituídos essencialmente de plagioclásio, augita e/ou pigeonita, com olivina corroída, minerais opacos e apatita como minerais acessórios e biotita, bowlingita, idingisita, uralita e saussurita como minerais secundários. A assembléia de fenocristais destas rochas foi estimada em 15% de olivina, 40% de augita e 45% de plagioclásio. Os rochas inserem-se numa série basáltica subalcalina de afinidade toleítica de baixo-TiO2 pouco expandida (MgO= 8,13-5,91%peso), não tendo sido encontradas amostras representativas de líquidos basálticos primários. Esta suíte predominante foi denominada Suíte Costa Azul. No entanto, os dados litogeoquímicos apontam para a existência de mais que uma suíte de baixo-TiO2 na área de estudo que, segundo modelos de fusão parcial em equilíbrio modal, poderiam ter sido geradas por diferentes quantidades de fusão a partir de uma mesma fonte com granada residual. Em termos regionais, a suíte Costa Azul pode ser relacionada com a Suíte Esmeralda que ocorre na subprovíncia Sul de Paraná-Etendeka, muito embora abrangendo um espectro mais amplo de razões Ti/Y. As rochas da suíte Costa Azul evoluíram por 42% de cristalização fracionada envolvendo uma assembléia de fenocristais composta por 15% de olivina, 40% de augita e 45% de plagioclásio, sem mudança de assembléia fracionante. Misturas de componentes mantélicos empobrecidos (mínimo de 72% de D-MORB) e enriquecidos (máximo de 28% de manto litosférico subcontinental) estão associadas à petrogênese desta suíte. Misturas entre componentes do tipo pluma e litosféricos não conseguem explicar as composições parentais da suíte. Os modelos petrogenéticos permitiram a proposição de um modelo geodinâmico envolvendo delaminação do manto litosférico subcontinental englobado por células convectivas ascendentes do manto sublifosférico subjacente em níveis astenosféricos pouco profundos durante um estágio avançado de rifteamento do supercontinente Gondwana. / Low-TiO2, tholeiitic basalt dykes occur eastwards the Serra do Mar Dyke Swarm within the Região dos Lagos from Niterói up to Búzios city. The dykes strike preferentially NE-SW bearing variable intrusive structures. The basalts are holo- to hypocrystaline, equigranular to inequigranular rocks with mostly intergranular and intersertal textures. They are composed mostly by plagioclase, augite and/or pigeonite and have corroded olivine, opaque minerals and apatite as accessory phases. Secondary mineralas are represented by biotite, bowlingite, iddingisite, uralite and saussurite. The phenocrysts assemblage comprise 15% olivine, 40% augite and 45% plagioclase. The rocks comprise a low-TiO2, subalkaline, tholeiitic basaltic suite hereafter called the Costa Azul suite. Nevertheless, lithogeochemical data point to the existence of more than one low-TiO2 suite in the study area. Geochemical modelling has shown that these suites can be related by different degrees of partial melting from a similar mantle source with residual garnet. The Costa Azul suite can be related with the Esmeralda low-TiO2 basaltic suite within the Paraná-Etendeka CFB province due south Brazil although comprising a wider Ti/Y ratio range. The rocks of the Costa Azul suite evolved by 42% of fractional crystallisation involving a phenocryst assemblage with 15% de olivine, 40% augite and 45% plagioclase. Binary mixing modelling point to at least 72% of a D-MORB component and 28% of a subcontinental lithospheric mantle (SCLM) component in the petrogeneses of the Costa Azul basalts. Models involving mixing between plume-like asthenospheric and SCLM components cannot explain the geochemistry of parental liquids in the Costa Azul suite. A geodynamic model involving continental lithosphere delamination and entrainment by ascending convection cells from the underlying asthenospheric depleted mantle during an advanced stage of Gondwana rifting is depicted on the basis of the petrogenetic models proposed for the Costa Azul suite.

Foi desenvolvido um programa computacional escrito na linguagem de programação C++ denominado CALFRAC para quantificar o processo de cristalização fracionada em sistemas ígneos, utilizando para isso as concentrações dos elementos maiores, menores e traços. O algoritmo moderniza, torna mais eficiente e aprimora os programas publicados na literatura e possui a grande vantagem de poder calcular, automaticamente, todas as possíveis combinações de evolução das amostras envolvidas na diferenciação, além de associar aos cálculos os elementos-traço, os quais servem para confirmar os resultados sugeridos pelos ajustes dos elementos maiores e menores. O CALFRAC calcula a fração total subtraída do magma inicial e as frações referentes a cada mineral fracionado através do cálculo do balanço de massa, utilizando as concentrações de elementos maiores e menores, empregando os métodos de estimativa de máxima verossimilhança e dos multiplicadores de Lagrange para a resolução por mínimos quadrados, enquanto para os elementos-traço o programa utiliza a Equação de Rayleigh. Em ambos os casos a média dos erros percentuais relativos é usada como indicação das melhores evoluções. O programa CALFRAC foi aplicado na investigação da possibilidade de diferenciação por cristalização fracionada em amostras de soleiras de diabásio da Bacia do Paraná, que ocorrem nos municípios de Salto do Itararé, Ponta Grossa, Prudentópolis, Rebouças, Irati, Reserva e Jaguariaíva (PR), as quais foram coletadas para essa finalidade. Nas 33 amostras coletadas foram realizadas determinações de elementos maiores, menores e traços, incluindo terras raras, empregando-se os métodos de Fluorescência de Raios X e Ativação Neutrônica. Os resultados fornecidos pelo programa foram insatisfatórios, não sendo possível estabelecer um percurso de diferenciação das rochas mais primitivas para as mais diferenciadas das intrusões, devido ao fato de que provavelmente muitas das amostras analisadas representam a mistura de magmas com porções contendo acumulação de fases minerais causada pelo próprio processo de cristalização fracionada in situ. / CALFRAC is a computer program written in C++ programming language developed to quantify fractional crystallization processes in igneous systems. Major, minor and trace element concentrations are used as input for calculations. The new algorithm enhances and makes the program more efficient than those published in the literature. Besides it is capable to automatically calculating all possible rock sample combinations involving differentiation by fractional crystallization process, using in addition trace element concentrations to corroborate the results obtained by the fitting of major and minor element abundances. CALFRAC calculates the total fraction subtracted from the original magma and the percentage of each fractionated mineral by solving least-squares mass balance equations based on major and minor element concentrations. The methods of maximum likelihood estimate and Lagrange multipliers are used to solve the equations, whereas for the quantification of trace elements the program uses the Rayleigh Equation. In both cases the mean relative percentage errors is used as an indication of the best results. The program CALFRAC was applied to investigate the possibility of differentiation by fractional crystallization of diabase samples from Paraná Basin sills, which outcrop nearby Salto do Itararé, Ponta Grossa, Prudentópolis, Rebouças, Irati, Reserva and Jaguariaíva towns (PR). The 33 collected samples were analyzed for major, minor and trace elements, including rare earths, employing X-Ray Fluorescence and Neutron Activation methods. The program output was not satisfactory, since it was not possible to establish a differentiation sequence from the more primitive to the more differentiated rocks of the intrusions. This is probably due to the fact that many rock samples are the result of mixing of magmatic melts with mineral accumulation zones, which were formed by the in situ fractional crystallization process.

Foi desenvolvido um programa computacional escrito na linguagem de programação C++ denominado CALFRAC para quantificar o processo de cristalização fracionada em sistemas ígneos, utilizando para isso as concentrações dos elementos maiores, menores e traços. O algoritmo moderniza, torna mais eficiente e aprimora os programas publicados na literatura e possui a grande vantagem de poder calcular, automaticamente, todas as possíveis combinações de evolução das amostras envolvidas na diferenciação, além de associar aos cálculos os elementos-traço, os quais servem para confirmar os resultados sugeridos pelos ajustes dos elementos maiores e menores. O CALFRAC calcula a fração total subtraída do magma inicial e as frações referentes a cada mineral fracionado através do cálculo do balanço de massa, utilizando as concentrações de elementos maiores e menores, empregando os métodos de estimativa de máxima verossimilhança e dos multiplicadores de Lagrange para a resolução por mínimos quadrados, enquanto para os elementos-traço o programa utiliza a Equação de Rayleigh. Em ambos os casos a média dos erros percentuais relativos é usada como indicação das melhores evoluções. O programa CALFRAC foi aplicado na investigação da possibilidade de diferenciação por cristalização fracionada em amostras de soleiras de diabásio da Bacia do Paraná, que ocorrem nos municípios de Salto do Itararé, Ponta Grossa, Prudentópolis, Rebouças, Irati, Reserva e Jaguariaíva (PR), as quais foram coletadas para essa finalidade. Nas 33 amostras coletadas foram realizadas determinações de elementos maiores, menores e traços, incluindo terras raras, empregando-se os métodos de Fluorescência de Raios X e Ativação Neutrônica. Os resultados fornecidos pelo programa foram insatisfatórios, não sendo possível estabelecer um percurso de diferenciação das rochas mais primitivas para as mais diferenciadas das intrusões, devido ao fato de que provavelmente muitas das amostras analisadas representam a mistura de magmas com porções contendo acumulação de fases minerais causada pelo próprio processo de cristalização fracionada in situ. / CALFRAC is a computer program written in C++ programming language developed to quantify fractional crystallization processes in igneous systems. Major, minor and trace element concentrations are used as input for calculations. The new algorithm enhances and makes the program more efficient than those published in the literature. Besides it is capable to automatically calculating all possible rock sample combinations involving differentiation by fractional crystallization process, using in addition trace element concentrations to corroborate the results obtained by the fitting of major and minor element abundances. CALFRAC calculates the total fraction subtracted from the original magma and the percentage of each fractionated mineral by solving least-squares mass balance equations based on major and minor element concentrations. The methods of maximum likelihood estimate and Lagrange multipliers are used to solve the equations, whereas for the quantification of trace elements the program uses the Rayleigh Equation. In both cases the mean relative percentage errors is used as an indication of the best results. The program CALFRAC was applied to investigate the possibility of differentiation by fractional crystallization of diabase samples from Paraná Basin sills, which outcrop nearby Salto do Itararé, Ponta Grossa, Prudentópolis, Rebouças, Irati, Reserva and Jaguariaíva towns (PR). The 33 collected samples were analyzed for major, minor and trace elements, including rare earths, employing X-Ray Fluorescence and Neutron Activation methods. The program output was not satisfactory, since it was not possible to establish a differentiation sequence from the more primitive to the more differentiated rocks of the intrusions. This is probably due to the fact that many rock samples are the result of mixing of magmatic melts with mineral accumulation zones, which were formed by the in situ fractional crystallization process.