Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-04-01T18:23:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Juliana Carvalho da Silva UFPE.pdf: 7095359 bytes, checksum: d445a956305aec4d1e8bc5f1753f949b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-01T18:23:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Juliana Carvalho da Silva UFPE.pdf: 7095359 bytes, checksum: d445a956305aec4d1e8bc5f1753f949b (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / CAPES / O petróleo, por sua relevância na economia global, demanda um volume crescente de pesquisas no setor e com isso a necessidade do uso de materiais resistentes à ambientes agressivos como é o caso do petróleo cru, gerando procedimentos eficazes e seguros que minimizem impactos ao meio ambiente. Revestimento termicamente aspergido tem sido intensamente utilizado na indústria de petróleo, aeroespacial, elétrica entre outros. Os revestimentos podem ser feitos de metal, cerâmica, vidros e a maioria dos plásticos, e o uso de um compósito adequado pode melhorar a resistência à corrosão em altas temperaturas. As cerâmicas apresentam alto ponto de fusão e são bons isolantes térmicos, porém apresentam baixa tenacidade e fragilidade. Estudos mostram que o uso de óxidos como ZrO2, TiO2 como reforços e de aditivos como óxidos de elementos de terras raras Y2O3, La2O3 podem melhorar a tenacidade da cerâmica à base de alumina. A primeira etapa desta pesquisa teve como objetivo a produção de compósitos cerâmicos à base de alumina, reforçados com 5%, 10%, 15%, 20% e 30% em peso de zircônia estabilizada com óxidos de terras raras La2O3 e Y2O3 variando entre 1 e 7%. A metodologia experimental utilizada consistiu da preparação do compósito cerâmico através da moagem em moinho de bolas, confecção de pastilhas por prensagem uniaxial em prensa hidráulica, e sinterização das amostras que foi realizada nas temperaturas de 13000C, 1350 0C e 14000C por 48h, com posteriores análises de absorção, dureza vickers, microscopia ótica, DRX e MEV. De posse dos resultados, numa segunda etapa a pesquisa foi direcionada à aplicação do compósito cerâmico Al2O3 – ZrO2 reforçado com óxido de ítrio em revestimento de chapas metálicas usadas na fabricação de tanques de armazenamento e transporte de petróleo depositado pelo processo de aspersão térmica a plasma – Atmospheric Plasma Spray, com e sem Bond coat (método de aspersão HVOF – High Velocity Oxi-Fuel), seguidos de ensaios para caracterização e pré-qualificação dos revestimentos como ensaios de adesão, riscamento e MEV. De um modo geral, os valores obtidos nos ensaios de adesão e as imagens de MEV indicam que o compósito estudado é adequado para revestimentos tipo barreira térmica para aplicação em ambientes corrosivos ao petróleo cru. / Oil, for its relevance in the global economy requires a growing body of research in the industry as well as need for the use of materials resistant to harsh environments such as crude oil, generating effective and safe procedures that minimize impacts on the environment . Thermally sprayed coating has been intensively used in the oil industry, aerospace, electrical and more. The coatings may be made of metal, ceramic, glass and most plastics, and the use of an appropriate composite can improve the corrosion resistance at high temperatures. Ceramics have a high melting point and are good insulators, but have low toughness and fragility. Studies show that the use of oxides such as ZrO2, TiO2 as fillers and additives such as oxides of rare earth elements Y2O3, La2O3 can improve the toughness of alumina based ceramic. The first step of this research was aimed at the production of ceramic composites based on alumina reinforced with 5%, 10%, 15%, 20% and 30% zirconia weight stabilized with rare earth La2O3 and Y2O3 oxides ranging from 1 and 7%. The used experimental methodology consisted of the preparation of ceramic composite by grinding in ball mill, preparation of pellets by uniaxial pressing in a hydraulic press, and sintering of the samples was performed at temperatures of 13000C, 13500C and 14000C for 48 hours with subsequent analysis absorption, Vickers hardness, optical microscopy, XRD and SEM. With the results in a second step the research was directed to the application of the ceramic composite Al2O3 - ZrO2 reinforced with yttrium oxide coating of sheet metal used in the manufacture of storage tanks and transport of oil deposited by thermal spray process the plasma - Atmospheric Plasma Spray, with and without bond coat (HVOF spraying method - High Velocity Oxy-Fuel), followed by assays for characterization and classification of pre-testing coatings such as adhesion, scratching and SEM. In general, the values obtained in the adhesion tests and SEM images indicate that the composite studied is suitable for thermal barrier-type coatings in corrosive environments for application to the crude oil.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2018-02-27T16:02:43Z No. of bitstreams: 1 Roeser.pdf: 28201874 bytes, checksum: 73be7d16511d8f5aa3fb6e4876b12a51 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-27T16:02:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roeser.pdf: 28201874 bytes, checksum: 73be7d16511d8f5aa3fb6e4876b12a51 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / Foram estudados testemunhos sedimentares em duas regiões da Plataforma Continental Brasileira (Sudeste e Sul): Cabo Frio – RJ e Depressão do Albardão – RS; com o objetivo de avaliar temporalmente o aporte terrígeno nestas áreas e associar as mudanças das características sedimentares ao longo do tempo com suas possíveis causas. Deu-se ênfase ao estudo da sedimentação inorgânica, sendo os principais proxies estudados os elementos terras raras (ETR) e os argilominerais. Os ETR possuem uso tradicional em estudos de proveniência sedimentar. A composição mineralógica da fração fina sedimentar também é utilizada neste tipo de estudos e os argilominerais podem ainda, sob determinadas condições, oferecer registros de condições climáticas passadas. Os testemunhos foram subamostrados em resolução de dois centímetros. As amostras foram submetidas à análise multielementar, por ativação neutrônica; mineralogia, por difração de raios-X e espectroscopia de infravermelho; granulometria, em granulômetro a laser. Densidade aparente, teor em água, matéria orgânica total e teor em carbonatos foram obtidos por gravimetria. As duas áreas estudadas representam ambientes de sedimentação distintos. Cabo Frio é uma área sujeita à ressurgência de massa de águas frias, aumentando a produtividade local. Isso se reflete diretamente na qualidade dos sedimentos, ricos em carbonatos. Depressão do Albardão por sua vez possui aporte de alto caráter detrítico, e reflete a entrada terrígena de sedimentos do Rio da Prata. Os ETR se mostraram proxie importante para estudos de origem sedimentar em ambas as áreas de estudo. Em Cabo Frio eles ressaltam a mistura de fontes sedimentares e para a Depressão do Albardão confirmam a origem platina. Os argilominerais devem ser utilizados com cautela no que tange interpretações de climas passados, considerando-se principalmente as escalas temporais envolvidas. Eles se mostraram proxie interessante para estudos paleoclimáticos relacionados à bacia do Rio da Prata, dadas as características dos sedimentos da Depressão do Albardão. / Sediment Bohrkerne wurden aus zwei Regionen der Brasilianischen Plattform (Südwesten und Süden) untersucht: Cabo Frio – RJ und Depressão do Albardão – RS, mit dem Ziel an diesen Stellen den Kontinentalen Beitrag der Sedimentation zu bestimmen und die Ursachen der zeitlichen Veränderungen der sedimentären Eigenschaften zu ermitteln. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Anorganischen Sedimentation. Die hauptsächlich untersuchten proxies sind die Seltene Erden Elemente (SEE) und Tonminerale. SEE werden traditionell in Studien über Sedimentäre Herkunft angewendet. Die Tonmineralogie wird auch zu solchen Studien herangezogen, außerdem können Tonminerale unter bestimmten Bedingungen auch Aussagen über das Klima der Vergangenheit geben. Aus den Bohrkernen wurden jede zwei Zentimeter Proben genommen und analysiert. Die Haupt und Spuren Elemente wurden mittels Neutronen Aktivierungs Analyse; die Mineralogie, via Röntgen-Diffraktometrie und Infrarot-Spektrometrie; die Granulometrie, via Laser-Granulometer bestimmt. Dichte, Wassergehalt, organischer und karbonatischer Anteil wurden mit gravimetrischen Methoden ermittelt. Die untersuchten Gebiete haben unterschiedliche Sedimentations- Bedingungen. Cabo Frio ist ein Gebiet wo Kaltwasser von upwelling an die Oberfläche gebracht wird und die lokale Produktivität erhöht. Dies hat direkten Einfluss auf die Sediments Qualität, Sedimente haben hier hohen Anteil an Karbonaten. Depressão do Albardão auf der anderen Seite zeigt hauptsächlich Kontinentalen Einfluss vom Prata Fluss. Die SEE haben sich als nützliche proxies gezeigt zur Klärung der Sedimentären Herkunft beider Gebiete. In Cabo Frio zeigen sich verschiedene Quellen und in Depressão do Albardão zeigt sich die Signatur der Sedimente vom Prata Fluss. Tonminerale sollten aber vorsichtig gebraucht werden wenn man sie für Paläoklimatische Interpretationen benutzt, da die untersuchte Zeitspanne zu beachten ist. Trotzdem sind sie interessante proxies für Paläoklimatischte Fragen im Falle des Prata Beckens, da man in Depressão do Albardão hauptsächlich detritische Sedimente vorfindet

[pt] A distribuição de elementos de terras raras (REE) é representativa das rochas e solos que originalmente os contêm e é frequentemente usada como parâmetro geoquímico ou ambiental para identificação de fontes. Este trabalho propõe um novo método de preparo de amostras para a determinação de elementos de terras raras (REE) por espectrometria de massa de plasma acoplada indutivamente (ICPMS) em amostras ambientais com altas concentrações de Ba. O método consiste na diluição das amostras, obtidas após decomposição ácida em sistema aberto, com ácido sulfúrico 10 porcento (v/v) para a separação de Ba2positive como BaSO4. A remoção da interferência sobre os isótopos de Eu (151Eu and 153Eu) foi eficiente para concentrações de Ba superiores a 0,1 mg L-1. A exatidão e a precisão foram verificadas pela análise de tres materiais certificados, rocha basáltica (NIST 688), Geological Survey (Granite G-2) e sedimento marinho (MESS-3). A metodologia proposta foi aplicada ao pavimento asfáltico, à brita e ao material de referencia certificado. Adicionalmente, todas as amostras foram decompostas por fusão alcalina e as concentrações de elementos majoritários e Eu foram determinadas por espectrometria de emissão ótica de plasma acoplada indutivamente (ICP OES). Os resultados da Eu estavam de acordo com a metodologia proposta, e os limites de detecção (LOD) para REE variaram de 0,003 mg L-1 (Lu) a 0,010 mg L-1 (Gd). A distribuição de REE foi medida em sedimentos superficiais e amostras de testemunhos coletados na Baía de Sepetiba, entre junho e setembro de 2016. A faixa de concentração de SREE foi entre 25-496 mg kg-1. Esse monitoramento é importante para avaliar o impacto da urbanização e desenvolvimento rápido e não planejado de atividades antropogênicas, comuns em muitas áreas costeiras tropicais do Brasil. / [en] The distribution of rare earth elements (REE) is representative of the rocks and soils that originally contain them and it is often used as a geochemical or an environmental parameter for source identification. This thesis proposes a new method for the determination of rare earth elements (REE), by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), in challenging environmental samples with high Ba concentrations. The method consists in diluting the wet sample digests, obtained after acid decomposition in an open system, with 10 porcento (v/v) sulfuric acid for the separation of Ba2+ as BaSO4. The interference removal on both Eu isotopes (151Eu and 153Eu) was efficient for Ba concentrations higher than 0.1 mg L-1. Accuracy and precision were verified by analysis of two certified materials, NIST 688 Standard Reference Material of basalt rock, Geological Survey G-2 granite and marine sediment reference material (MESS-3) provided by the National Research Council in Canada (NRC) was used to evaluate the accuracy of the REE determination in marine sediments. The proposed methodology was applied to asphalt pavement and crushed stone. Additionally, for comparison, all samples were decomposed by fusion and major elements and Eu concentrations were determined by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). The Eu results were in agreement with the proposed methodology, and limits of detection (LOD) for REE varied from 0.003 mg L-1 (Lu) to 0.010 mg L-1 (Gd). The distribution of REE was also measured in surface sediments and sediment core collected in Sepetiba Bay, between June and September of 2016. The range of SREE concentrations was established between 25-496 mg kg-1. This monitoring is important to evaluate the impact of the fast and unplanned urbanization and development of anthropogenic activities, common to many tropical coastal areas in Brazil.

[pt] Os elementos terras raras (ETRs) têm sido cada vez mais utilizados na indústria moderna como os componentes essenciais de catalisadores, ímãs de alto desempenho, supercondutores, sistemas de telecomunicações. O desenvolvimento da energia limpa aumentará ainda mais a demanda, pois ETRs são usados na produção de baterias e painéis solares. O processo de produção ambientalmente sustentável substituirá ou complementará as fontes atuais. Assim, a separação e a reciclagem de ETRs são de grande importância para diversificar as fontes dos ETRs. A maioria das tecnologias atuais para o enriquecimento de ETRs é baseada na extração de solventes e troca iônica. Elas não são sustentáveis e não são aplicáveis ao tratamento de lixo eletrônico. Um dos primeiros adsorventes seletivos para extração em fase sólida dos ETRs foi proposto recentemente (Callura et al., 2018). A presente pesquisa estudou 3 adsorventes organo-sílicas (OSAd) com fragmentos imobilizados covalentemente de N-Benzoil-N-fenil-hidroxilamina (BPHA), ácido 2,6-piridinodicarboxílico (PdCA) e ácido amino di(metilenofosfônico) (AdMPA). Foi mostrado que os adsorventes podem ser utilizados com sucesso para separação e preconcentração dos elementos terras raras das soluções aquosas. A pesquisa demonstrou a alta afinidade dos adsorventes aos ETRs (La3+ - Lu3+), Sc3+ e Y3+. A adsorção competitiva dos ETRs da solução multielementar, sua dependência de pH, isotermas e estudos de cinética, recuperação e dessorção de íons metálicos, bem como a reutilização de adsorventes foram investigados. A caracterização qualitativa e quantitativa dos adsorventes foi estudada por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, espectroscopia de fotoelétrons de raios-X de alta resolução, análise RMN no estado solido, medições BET, análise elementar e termogravimétrica. Foi demonstrado que os OSAd propostos podem ser utilizados com sucesso para remover íons ETR da solução aquosa em 10 minutos. Os adsorventes demonstram diferenças essenciais na afinidade para ETRs que permitem a utilização dos OSAd para vários fins, incluindo pré-concentração para determinação de traços de ETRs em água natural, separação de ETRs dos outros metais em lixo eletrônico, e a separação individual dos ETRs. A pesquisa demonstra que o SiO2-BPHA pode recuperar todos os ETRs de solução com pH maior ou igual a 5.0 e liberá-los após eluição de 0.1 mol L-1 HNO3 com eficiência superior a 95 por cento. Outros OSAd - SiO2-PdCA e SiO2-AdMPA são os únicos adsorventes que podem remover os íons ETRs da solução aquosa em pH maior ou igual a 2. Devido a isso, SiO2-PdCA e SiO2-AdMPA podem ser usados para a reciclagem dos ETRs do lixo eletrônico. Foi demonstrado que o SiO2 PdCA pode ser utilizado para a recuperação seletiva de elementos de terras raras (Y, Eu, Tb) dos resíduos de lâmpadas fluorescentes. SiO2-PdCA demonstra alta seletividade que permite recuperação completa (maior que 95 por cento) de todos os ETRs na presença de excesso (50 vezes) de íons Ba2+ que é útil para determinação analítica de traços dos ETRs por ICP-MS. Além disso, SiO2-PdCA é útil para a adsorção seletiva dos ETRs de amostras ambientais, pois o excesso de 200 vezes de íons Fe3+, Cu2+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+ e Al3+ predominantes em amostras ambientais, causa pouca interferência na eficiência do adsorvente. SiO2-BPHA demonstra maior seletividade para ETRs pesados. Em condições ótimas, o fator de seletividade é cerca de 80 (para pares Lu/La e Yb/La) e cerca de 60 (para o par Tm/La), que demonstra alto potencial do SiO2-BPHA na separação individual dos ETRs. Estudos de reusabilidade demonstram que SiO2-BPHA pode ser usado para adsorção quantitativa de quase todos os ETRs (adsorção média de Ce e Pr é cerca de 90 por cento) de uma solução multielementar com pH igual a 5.0 sem perda na capacidade de adsorção e seletividade por pelo menos cinco ciclos. Foi demonstrado que a adsorção de metais por OSAd ocorre devido à formação de complexos entre o ligante imobilizado e os íons metálicos. Por exemplo, a adsorção de íons Eu3+ e Tb3+ por SiO2-PdCA e SiO2-AdMPA gera luminescência forte de cor vermelha e verde, respectivamente. A adsorção de Fe3+ em SiO2-BPHA leva ao desenvolvimento da cor vermelha do adsorvente cuja intensidade é proporcional à concentração de metal adsorvido. Os complexos metálicos imobilizados são muito estáveis em água e meios orgânicos e podem ser usados para o desenvolvimento de sensores ópticos dos ETRs e fases cromatográficas de troca de ligante. / [en] Rare earth elements (REEs) have been increasingly used in modern industry as essential components of many catalysts, high-performance magnets, superconductors, telecommunication systems. Clean energy development will further boost the demand for REEs since they are used in the production of batteries and solar panels. Environmentally sustainable production process shall substitute or supplement current ore sources. Thus, separation and recycling of REEs are of great importance to diversify the sources of REEs. Most existing technologies for enrichment of REEs are based on solvent extraction and ion exchange. They are not sustainable and are not applicable to electronic waste (e-waste) treatment. One of the first selective adsorbent for REEs SPE extraction was proposed recently (Callura et al., 2018). The research proposed demonstrates other organo-silica adsorbents (OSAd) with covalently immobilized fragments of N-Benzoyl-Nphenylhydroxylamine (BPHA), 2,6-pyridinedicarboxylic acid (PdCA) and aminodi(methylene-phosphonic) acid (AdMPA) can be successfully used both for preconcentration and separation of REEs. This research demonstrates high affinity of the adsorbents to REE (La3+ - Lu3+), Sc3+ and Y3+. Competitive adsorption of REEs from multielement solution and pH dependence, isotherm and kinetics studies, metal ion recovery and desorption, as well as the adsorbent reusability have been investigated. The research is accomplished with qualitative and quantitative characterization of the adsorbent, physical and chemical properties using Fourier transform infrared spectroscopy, high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy, solid-state NMR, BET measurements, elemental and thermogravimetric analysis. It has been demonstrated that the proposed OSAd can be successfully used to remove REE ions from aqueous solution within 10 min. Sharp changes of REEs recovery has been observed in a narrow range of the pH that allows developing a methodology for removal of REEs from solution. The adsorbents demonstrate an essential difference in REE affinity that allows utilization of the OSAd for various purposes, including pre-concentration for determination of REE traces in natural waters, separation of REE from color and other metals in e-waste, separation of individual REE. It is demonstrated that SiO2-BPHA can recover all REE from solution with pH bigger or equal 5.0 and release them to solution under treatment with 0.1 M HNO3 with efficiency more than 95 percent. Additionally, OSAd - SiO2-PdCA and SiO2- AdMPA are the only adsorbents that can remove REE ions from aqueous solution with pH bigger or equal 2. Because of this SiO2-PdCA and SiO2-AdMPA can be used for the recycling of rare earth elements from electronic waste. It was demonstrated that SiO2-PdCA can be used for selective recovery of rare earth elements (Y, Eu, Tb) from waste fluorescent lamps. SiO2-PdCA demonstrates high selectivity that allows complete (bigger 95 percent) recovery of all REE in the presence of 50-fold excess of Ba2+ ions that is used for analytical determination of REE traces by ICP-MS. Also, SiO2- PdCA is useful for selective adsorption of REE from environmental objects since 200-fold excess of such ions as Fe3+, Cu2+, Ca2+, Mg2+, Na+ , K+ and Al3+ which are predominate in environmental objects cause little interference on the adsorbent removal efficiency. SiO2-BPHA demonstrates higher selectivity towards heavy REEs. In optimal conditions selectivity factor is about 80 (for Lu/La and Yb/La pairs) and about 60 (for Tm/La pair), which demonstrates the high potential of SiO2- BPHA in separation of individual REEs. Reusability test demonstrates that SiO2- BPHA can be used for quantitative adsorption of almost all REEs (average adsorption of Ce and Pr ions is about 90 percent) from multielement solution with pH equal 5.0 without lost in adsorption capacity and selectivity for at least five consecutive cycles. It is demonstrated that adsorption of metals on the OSAd takes place due to complex formation between immobilized ligand and metal ions. For example, adsorption of Eu3+ and Tb3+ ions on SiO2-PdCA and SiO2-AdMPA generates strong red and green luminescence, respectively. Adsorption of Fe3+ on SiO2-BPHA leads to development of red color of the adsorbent which intensity is proportional to metal loading. Immobilized metal complexes are very stable in water and organic media that can be used for further development of optical sensors for REE and stationary phases for ligand-exchange chromatography.

Foram determinadas as concentrações de terras raras (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb e Lu) e outros elementos-traço (Cs, Rb, Ba, U, Th, Ta, Hf, Co e Sc) em 51 amostras representativas de derrames e soleiras das regiões norte e nordeste da Província Magmática do Paraná, que ocorrem no norte do estado de São Paulo e no sul de Minas Gerais. O método utilizado para estas determinações foi a técnica de ativação com nêutrons térmicos e epitérmicos, seguida de espectrometria gama de alta resolução, que forneceu resultados com elevados níveis de precisão e de exatidão (geralmente com valores inferiores a 10%), conforme atestado pelas concentrações determinadas no material geológico de referência JB-1. Os dados obtidos foram analisados conjuntamente com determinações de elementos maiores, menores e dos traços Sr, Y, Zr, Nb, Cr e Ni, realizadas por fluorescência de raios ? X. As rochas investigadas são quimicamente representadas por basaltos toleíticos, andesi-basaltos toleíticos e lati-basaltos, enquanto as mais evoluídas (MgO < 3%), que ocorrem de modo muito subordinado, são representadas por latitos e lati-andesitos, além de um riodacito. As rochas básicas (SiO2 < 55% e/ou MgO > 3%) são caracterizadas por apresentarem conteúdos de TiO2 maiores que 3%, sendo que grande maioria possui fortes semelhanças com os magmas-tipo Pitanga, embora tenham sido encontrados alguns derrames, localizados no norte do estado de São Paulo, geoquimicamente semelhantes aos magmas-tipo Urubici (típicos do sul da província). Rochas básicas com concentrações de TiO2 entre 2% e 3% foram também raramente encontradas, as quais representam equivalentes intrusivos de derrames Paranapanema. As rochas mais evoluídas só foram encontradas em soleiras e possuem características geoquímicas que indicam diferenciação a partir de magmas do tipo Pitanga. O comportamento de elementos maiores, menores e traços nas rochas intrusivas e extrusivas do tipo Pitanga, incluindo as mais diferenciadas, é compatível com um processo de evolução por cristalização fracionada envolvendo plagioclásios, clinopiroxênios e titano-magnetitas. A comparação entre derrames e soleiras do tipo Pitanga indica a atuação significativa de processos de diferenciação in situ nas rochas intrusivas, que causaram uma maior variabilidade composicional (soleiras: MgO entre 2,3% e 6,4%; derrames: MgO entre 3,2% e 5,5%). As rochas mais diferenciadas são também caracterizadas por anomalias positivas de európio, que sugerem o acúmulo de plagioclásio devido a esse processo de fracionamento. Os dados obtidos também reforçam que não houve participação significativa de componentes astenosféricos do tipo N-MORB, E-MORB e OIB na gênese das rochas básicas investigadas, as quais possuem grande similaridade geoquímica com os basaltos da Cadeia Rio Grande (sítio 516F) e Cadeia Walvis (sítio 525A), especialmente com os desta última, indicando o envolvimento do componente mantélico EMI. / It is presented the determination of rare earth (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb and Lu) and other trace (Cs, Rb, Ba, U, Th, Ta, Hf, Co and Sc) element concentrations in 51 representative samples of flows and sills from northern and northeastern Paraná Magmatic Province, particularly those located at north of São Paulo State and south of Minas Gerais. The employed analytical method to those determinations was thermal and epithermal neutron activation analysis, followed by high resolution gamma ray spectrometry, which provided high precision and accuracy results (in general better than 10%), as verified by determinations in the international geological reference material JB-1. The obtained results were integrated with major, minor and trace (Sr, Y, Zr, Nb, Cr and Ni) elements determined by X-ray fluorescence. The investigated rocks are mainly represented by tholeiitic basalts, tholeiitic andesi-basalts and lati-basalts, with subordinate relatively evolved (MgO < 3wt%) lithotypes, which are represented by latites and lati-andesites, besides one rhyodacite. The basic rocks (SiO2 < 55% and/or MgO > 3%) are characterized by presenting TiO2 contents higher than 3wt%, very similar to Pitanga magma-type, although some flows, located at northern São Paulo State, geochemically similar to Urubici magma-type (typical of southern Paraná) were also found. Basic rocks having TiO2 contents between 2 and 3 wt% were rarely encountered and represent intrusive equivalents of Paranapanema flows. The more evolved rocks were just found in sills and have geochemical characteristics that indicate differentiation from Pitanga magma-types. Major, minor and trace element behaviour of intrusive and extrusive rocks of Pitanga type, including those differentiated ones, is compatible with evolution by fractional crystallization of plagioclases, clinopyroxenes and titanium magnetites. The comparison between flows and sills of Pitanga type indicates the significant role of in situ differentiation in the genesis intrusive rocks, causing its larger compositional variability (sills: MgO between 2.3 and 6.4wt%; flows: MgO between 3.2 and 5.5wt%). The most evolved rocks are also characterized by positive europium anomalies, which suggest plagioclase accumulation caused by such fractionation process. The obtained data also corroborate the lack of significant participation of N-MORB, E-MORB and OIB asthenospheric mantle components in the genesis of basic rocks, which present very close geochemical similarity with Rio Grande Rise (site 516F) and Walvis Ridge (site 525A) basalts, particularly with the last ones, indicating the involvement of EMI mantle component.

Foram determinadas as concentrações de terras raras (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb e Lu) e outros elementos-traço (Cs, Rb, Ba, U, Th, Ta, Hf, Co e Sc) em 51 amostras representativas de derrames e soleiras das regiões norte e nordeste da Província Magmática do Paraná, que ocorrem no norte do estado de São Paulo e no sul de Minas Gerais. O método utilizado para estas determinações foi a técnica de ativação com nêutrons térmicos e epitérmicos, seguida de espectrometria gama de alta resolução, que forneceu resultados com elevados níveis de precisão e de exatidão (geralmente com valores inferiores a 10%), conforme atestado pelas concentrações determinadas no material geológico de referência JB-1. Os dados obtidos foram analisados conjuntamente com determinações de elementos maiores, menores e dos traços Sr, Y, Zr, Nb, Cr e Ni, realizadas por fluorescência de raios ? X. As rochas investigadas são quimicamente representadas por basaltos toleíticos, andesi-basaltos toleíticos e lati-basaltos, enquanto as mais evoluídas (MgO < 3%), que ocorrem de modo muito subordinado, são representadas por latitos e lati-andesitos, além de um riodacito. As rochas básicas (SiO2 < 55% e/ou MgO > 3%) são caracterizadas por apresentarem conteúdos de TiO2 maiores que 3%, sendo que grande maioria possui fortes semelhanças com os magmas-tipo Pitanga, embora tenham sido encontrados alguns derrames, localizados no norte do estado de São Paulo, geoquimicamente semelhantes aos magmas-tipo Urubici (típicos do sul da província). Rochas básicas com concentrações de TiO2 entre 2% e 3% foram também raramente encontradas, as quais representam equivalentes intrusivos de derrames Paranapanema. As rochas mais evoluídas só foram encontradas em soleiras e possuem características geoquímicas que indicam diferenciação a partir de magmas do tipo Pitanga. O comportamento de elementos maiores, menores e traços nas rochas intrusivas e extrusivas do tipo Pitanga, incluindo as mais diferenciadas, é compatível com um processo de evolução por cristalização fracionada envolvendo plagioclásios, clinopiroxênios e titano-magnetitas. A comparação entre derrames e soleiras do tipo Pitanga indica a atuação significativa de processos de diferenciação in situ nas rochas intrusivas, que causaram uma maior variabilidade composicional (soleiras: MgO entre 2,3% e 6,4%; derrames: MgO entre 3,2% e 5,5%). As rochas mais diferenciadas são também caracterizadas por anomalias positivas de európio, que sugerem o acúmulo de plagioclásio devido a esse processo de fracionamento. Os dados obtidos também reforçam que não houve participação significativa de componentes astenosféricos do tipo N-MORB, E-MORB e OIB na gênese das rochas básicas investigadas, as quais possuem grande similaridade geoquímica com os basaltos da Cadeia Rio Grande (sítio 516F) e Cadeia Walvis (sítio 525A), especialmente com os desta última, indicando o envolvimento do componente mantélico EMI. / It is presented the determination of rare earth (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb and Lu) and other trace (Cs, Rb, Ba, U, Th, Ta, Hf, Co and Sc) element concentrations in 51 representative samples of flows and sills from northern and northeastern Paraná Magmatic Province, particularly those located at north of São Paulo State and south of Minas Gerais. The employed analytical method to those determinations was thermal and epithermal neutron activation analysis, followed by high resolution gamma ray spectrometry, which provided high precision and accuracy results (in general better than 10%), as verified by determinations in the international geological reference material JB-1. The obtained results were integrated with major, minor and trace (Sr, Y, Zr, Nb, Cr and Ni) elements determined by X-ray fluorescence. The investigated rocks are mainly represented by tholeiitic basalts, tholeiitic andesi-basalts and lati-basalts, with subordinate relatively evolved (MgO < 3wt%) lithotypes, which are represented by latites and lati-andesites, besides one rhyodacite. The basic rocks (SiO2 < 55% and/or MgO > 3%) are characterized by presenting TiO2 contents higher than 3wt%, very similar to Pitanga magma-type, although some flows, located at northern São Paulo State, geochemically similar to Urubici magma-type (typical of southern Paraná) were also found. Basic rocks having TiO2 contents between 2 and 3 wt% were rarely encountered and represent intrusive equivalents of Paranapanema flows. The more evolved rocks were just found in sills and have geochemical characteristics that indicate differentiation from Pitanga magma-types. Major, minor and trace element behaviour of intrusive and extrusive rocks of Pitanga type, including those differentiated ones, is compatible with evolution by fractional crystallization of plagioclases, clinopyroxenes and titanium magnetites. The comparison between flows and sills of Pitanga type indicates the significant role of in situ differentiation in the genesis intrusive rocks, causing its larger compositional variability (sills: MgO between 2.3 and 6.4wt%; flows: MgO between 3.2 and 5.5wt%). The most evolved rocks are also characterized by positive europium anomalies, which suggest plagioclase accumulation caused by such fractionation process. The obtained data also corroborate the lack of significant participation of N-MORB, E-MORB and OIB asthenospheric mantle components in the genesis of basic rocks, which present very close geochemical similarity with Rio Grande Rise (site 516F) and Walvis Ridge (site 525A) basalts, particularly with the last ones, indicating the involvement of EMI mantle component.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-04-03T16:44:03Z No. of bitstreams: 1 THIAGO ANDRADE DE SOUSA .pdf: 5768772 bytes, checksum: b3c4e1c52ed521e2c3772627711af6fa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T16:44:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THIAGO ANDRADE DE SOUSA .pdf: 5768772 bytes, checksum: b3c4e1c52ed521e2c3772627711af6fa (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica Ambiental. Niterói, RJ / Os sedimentos continentais depositados no fundo oceânico estão condicionados, majoritariamente, a evolução do clima, ao substrato geológico e ao tipo de transporte, sendo o transporte fluvial o de maior magnitude. Uma vez depositado, os sedimentos tornam-se registros do passado e carregam informações sob a forma de assinatura geoquímica. Os Elementos Terras Raras (ETR) apresentam um comportamento coerente ao longo de uma coluna sedimentar tornando-os útil nos estudos de proveniência sedimentar. Razões entre elementos maiores (Fe/Ca, por exemplo) são descritos na literatura como indicadores de reconstrução do aporto terrígeno. A geoquímica dos ETR e elementos maiores são determinados neste trabalho para o entendimento da dinâmica paleoclimática sobre o aporte e proveniência dos sedimentos da margem leste (Bacia de Santos) do Brasil, e as anomalias do Ce e Eu, confrontando técnicas analíticas distintas (ICP-MS e XRF core scanner) nos principais eventos abruptos (Younger Dryas e Heinrich events) ao longo dos últimos 45.000 anos. Igualmente é discutido a proveniência do material sedimentar por meio de razões entre Elementos Terras Raras leve (ETRL) e Elementos Terras Raras pesado (ETRP) comparando possíveis fontes disponíveis na literatura. O padrão de distribuição indica enriquecimento em ETRM sobre ETRL e ETRP em todos os eventos. Isso significa que a proveniência deste material, provavelmente, deve-se a uma única fonte. As concentrações dos ETRL são sempre maiores que ETRM e ETRP. Esse padrão é outro indicativo de fonte única do material sedimentar. O somatório das concentrações dos ETR durante o MIS 2 é sempre maior do que o MIS 1. O comportamento dos ETR durante os eventos Heinrich são bem similares. A média das concentrações dos ETR nestes eventos são superiores aos encontrados no MIS 1 – Interglacial. As análises das razões Fe/Ca e Ti/Ca pelas duas técnicas mostram-se coerentes e indicam maiores durante o MIS 2. Isto é devido ao aumento de chuvas na região (intensificação do SMAS), nível do mar regressivo (plataforma continental exposta) e por efeitos de diluição do carbonato marinho estimulada pela entrada de matéria orgânica. As razões Al/Si e Fe/K apresentam sinais distintos ao longo do testemunho deste estudo. O aumento de Si durante o MIS 2, em relação aos outros períodos, indica que o glacial foi menos úmido que o interglacial. O aumento de K dentro dos eventos Heinrich indica mudança no padrão de intemperismo continental devido aos episódios de chuvas e aumento no intemperismo químico nas bacias de drenagens. A anomalia do Ce é negativa em todos os períodos e indica condições oxidantes no ambiente deposicional ou oriundas de uma porção detrítica continental. A anomalia do Eu é ligeiramente positiva para todos os períodos. Isto é um indicativo de assimilação ou acúmulo de feldspato. Dados de cinco possíveis fontes para a proveniência do material foram extraídos da literatura. Os sedimentos de Cabo Frio apresentam fracionamento entre ETRL e ETRP próximos aos dados deste estudo. Entretanto, para a razão (Eu/Sm) observa-se boa correlação com fontes vindas da Patagônia e do Rio da Prata. Alguns autores apontam a pluma do Rio da Prata na contribuição sedimentar na região da Bacia de Santos. / The continental sediments deposited in the ocean floor are conditioned, mainly, to the evolution of the climate, the geological substrate and the type of transport, being the fluvial transport of the greater magnitude. Once deposited, the sediments become records of the past and carry information in a form of geochemical signature. Rare Earth Elements (REE) present a coercive behavior along a sedimentary column making them useful for studies of sedimentary origin. Ratios for larger elements (Fe/Ca, for example) are indicators of the reconstruction of the terrigenous port. The geochemistry of the ETR and major elements are determined in this work to understand the paleoclimatic dynamics on the contribution and provenance of the sediments of the eastern margin (Santos Basin) of Brazil, and the anomalies of the Ce and Eu, confronting different analytical techniques (ICP- MS and XRF core scanner) in the main abrupt events (Younger Dryas and Heinrich events) over the last 45,000 years. The origin of the sedimentary material is also discussed by means of ratios between Light Rare Earth Elements (LREE) and Heavy Rare Earth Elements (HREE) comparing possible sources available in the literature. The distribution pattern indicates MREE enrichment over LREE and HREE in all events. This means that the origin of this material, probably, is related to a single source. LREE concentrations are always higher than MREE and HREE. This pattern is another indicative of a single source of sedimentary material. The sum of REE concentrations during MIS 2 is always greater than MIS 1. The behavior of REE during Heinrich events is very similar. The mean REE concentrations in these events are higher than those found in MIS 1 - Interglacial. The analyses of Fe/Ca and Ti/Ca ratios are stronger than those observed during the investigation period (MIS) due to the regressive margin level (continental shelf exposed), and the effects of dilution of the marine carbonate stimulated by imput of organic matter. The Al/Si and Fe/K ratios show distinct signals over time during this study. The increase of Si during MIS 2, in relation to the other periods, indicates that the glacial was less humid than the interglacial. The increase of K within the Heinrich events indicates a change in the continental weather pattern due to rainfall episodes and increase in chemical weathering in the drainage basins. The Ce anomaly is negative at all periods and indicates oxidizing conditions in the depositional environment or from a continental detrital portion. The Eu anomaly is slightly positive for all periods. This is an indicative of assimilation or accumulation of feldspar. Data from five possible sources for a sample of the material was extracted from the literature. The Cabo Frio sediments show the fractionation between LREE and HREE. However, for a (Eu / Sm) ratio a good correlation is observed with sources coming from Patagonia and Rio de la Plata. Some authors point out a region of the River Plate and a sedimentary region in the region of the Santos Basin.