A complete and reliable Seismic Soil Response prediction requires a thorough knowledge of the Geotechnical and Geological structure, as well as algorithms to find the transfer function. This fact entails a significant complexity and, consequently, strengthens empiric methods, as for instance the well-known Horizontal to Vertical Spectral Ratios (HVSR). Moreover, the long return periods of earthquakes, especially in low- to-moderate-seismicity regions as Barcelona, hinder the comparison between predictive studies and observations in case of earthquake. In these sites, methods based on ambient vibration (seismic noise) become important. In this PhD thesis the Seismic Soil Response phenomenon is approached trough new theoretical contributions and applications. The main purpose has been to provide new insights and to generate new tools to improve the comprehension and the resolution of Seismic Soil Response related problems. In this way, innovative theories as Surface Sources (DSS) and Diffuse Fields (DFA) have been applied to solve the HVSR direct problem in horizontal layered media, among others. Also, specific field studies have been performed on test sites of the Barcelona plain with three main purposes: i) to improve the knowledge of the soil by means of array techniques based on ambient vibration, ii) to provide new techniques to allow an easy and fast analysis of the lateral heterogeneities and to accurately locate soil anomalies; iii) to suggest and apply smart techniques to densify HVSR measurement sites. Thus, an innovative outcome of this work has been using Ground Penetrating Radar (GPR) for preliminary detection and characterization of anomalous subsoil sections, with special emphasis in those due to paleochannels and to seasonal streams draining rainwater in mountain-sea direction. The observed HVSR curves (one station measurements) are compared with the theoretical ones obtained from DSS and DFA. Moreover, empiric dispersion curves of the Surface Waves (array measurements) are compared with the theoretical ones corresponding to the soil layered structure. Both procedures allow to check for the suitability of the new proposed tools and, to establish the reliability of the found parameters. Thus, we have been able to increase the knowledge, resolution and reliability of the soil parameters in test sites of the Barcelona plain leading to a better knowledge of the Transfer Functions. From different configurations of the DFA formulation it has been shown that, for a specific site, the HVSR response for ambient vibration is linked to HVSR response when the source is a wave-field where every spectral component is obtained by averaging the spectral components of the records of a great number of earthquakes. When lateral homogeneity assumption fails, the horizontal layered formulations are not suitable and discrepancies between empirical and theoretical responses appear. These differences have been attributed to lateral effects. In this sense, analytical results have been obtained for a constant-section valley illuminated by a two-dimensional diffuse field. This approximation enables finding specific properties of HVSR due to lateral contacts. Finally, this work has shown the need for taking into account the detailed subsoil structure in seismic micro-zonation and risk studies, as these heterogeneities may have significant importance on seismic response. So several advanced tools based on GPR have been provided, allowing, in an easy and quick way, detecting and sizing the heterogeneous areas and suggesting sections where ambient vibration measurement should be intensified. / La predicción detallada de la respuesta sísmica del suelo requiere un conocimiento fino de la estructura geológica/geotécnica y el uso de algoritmos que permitan predecir su función de transferencia. Esto presenta una complejidad significativa y ha otorgado un peso importante a métodos empíricos, entre los que destacan las razones espectrales entre componentes horizontal y vertical (HVSR). Además, los largos períodos de recurrencia del fenómeno sísmico, especialmente en entornos de peligrosidad moderada o baja como Barcelona, complican el contraste entre los estudios predictivos y su observación en caso de terremoto. Entonces, el estudio del subsuelo basado en el análisis de la vibración ambiental (ruido) adquiere un especial interés. En esta Tesis se aborda el problema de la respuesta sísmica de suelos con nuevas contribuciones teóricas y aplicadas a la ciudad de Barcelona, que tienen por objetivo aportar nuevo conocimiento y nuevas herramientas para mejorar su comprensión y resolución. Se han presentado aplicaciones de las novedosas teorías de fuentes en superficie (DSS) y de campos difusos (DFA) para resolver el problema directo HVSR en un modelo de capas plano-paralelas, entre otras. Por otra parte se han realizado estudios experimentales específicos sobre zonas test del llano de Barcelona con tres propósitos: i) aumentar el conocimiento del subsuelo usando técnicas de estación múltiple basadas en el ruido ambiental ii) proponer técnicas nuevas que permitan analizar de forma relativamente rápida y simple la heterogeneidad lateral y localizar y dimensionar anomalías del subsuelo y iii) proponer y aplicar técnicas inteligentes de densificación de los puntos de medida HVSR. Así, un aspecto novedoso de este trabajo ha sido el uso de radar de subsuelo (GPR) para la detección y caracterización preliminar de secciones anómalas del subsuelo, con especial énfasis en las debidas a paleocanales y a cauces de riera que drenan las aguas pluviales en la dirección montaña-mar. Así, se ha obtenido modelos de suelo a partir del ajuste simultáneo de las curvas experimentales HVSR (estación simple) a la respuesta de las teorías DSS y la DFA, y de las curvas experimentales de dispersión de las ondas superficiales (redes de estaciones) a la respuesta teórica del modelo por las principales técnicas. Por un lado se ha comprobado la idoneidad de las herramientas teóricas usadas, y por otro la confiabilidad de los parámetros del subsuelo. De este modo se han obtenido los parámetros del subsuelo en las zonas test del llano de Barcelona con una buena resolución y fiabilidad, lo que, a su vez,repercute en un mejor conocimiento de las funciones de transferencia. La teoría DFA, en sus diversas configuraciones, ha permitido vincular experimentalmente las respuestas HVSR de un sitio concreto cuando se usa como fuente: i) la vibración ambiental y ii) el campo de ondas resultante de sumar un gran número de registros de sismo en el sitio, construyendo cada componente espectral a partir del promedio de las componentes de cada registro. Cuando el subsuelo no presenta homogeneidad lateral las formulaciones plano-paralelas no son válidas y aparecen discrepancias entre las respuestas, experimentales y teóricas, que se han atribuido a efectos laterales. En este sentido, se han obtenido resultados analíticos para un valle de sección constante, iluminado por un campo difuso bidimensional que muestran propiedades específicas de HVSR debidas a contactos laterales. Por último, se ha determinado la necesidad de tener en cuenta la estructura fina del subsuelo en estudios de microzonificación y riesgo sísmico, ya que sus heterogeneidades tienen una importancia significativa en la respuesta sísmica. Para ello se ha proporcionando herramientas avanzadas basadas en GPR que permiten, de forma relativamente sencilla, detectar y dimensionar las zonas heterogéneas y sugerir secciones donde sea aconsejable una densificación de los puntos de medida.

Os depósitos de classe mundial de Bajo de la Alumbrera e Água Rica, ambos localizados na região noroeste da Argentina, na Província Geológica das Serras Pampeanas Ocidentais, são do tipo Cu-Au-Mo pórfiro, embora o segundo possua características epitermais. Estes depósitos estão intimamente relacionados à formação e evolução do Complexo Vulcânico Farallón Negro, de idade miocena. O Complexo Farallón Negro está inserido na Zona de Transferência de Tucumán, um grande lineamento regional NE-SW, que por sua vez está relacionado a mudança do ângulo de subducção da Placa Nazca que ocorre nesta zona. Análises de isótopos de Pb, Sr e Nd, em rocha total e sulfetos foram aplicadas com o objetivo de caracterizar a fonte do magma e da mineralização para ambos depósitos, bem como para estabelecer uma evolução metalogenética e possível associação entre estes. A aplicação das metodologias de Sr e Sm-Nd foram executadas em rocha total, sendo estas intrusivas e extrusivas – andesitos, dacitos, dioritos e brechas hidrotermais –, sendo estas mineralizadas e estéreis. Estas amostras foram separadas de acordo com a zona de alteração as quais pertenciam, sendo estas propilítica, fílica e potássica, ou sem alteração presente. De acordo com dados obtidos com Sr e εNd, foi então possível agrupar as amostras em três grupos isotópicos distintos, entretanto, a maior parte das amostras possui características isotópicas do grupo dos OIB – Ocean Island Basalts. Esses dados mostraram ainda, uma leve interação crustal sobre as amostras com leve diferenciação, apresentando fracionamento do isótopo Nd. Os dados de Pb apresentados foram obtidos com análises de rocha total e de sulfetos e estes mostram uma melhor correlação isotópica. Com o Pb percebe-se que as amostras se agrupam de forma distinta, como com Sr e Nd, mas formam uma orientação preferencial dos pontos, evidenciando enriquecimento no chumbo radiogênico. Os sulfetos apresentam-se mais radiogênicos do que a hospedeira em ambos os depósitos, mas mostram-se claramente relacionadas a estes, formando também uma orientação preferencial dos pontos. Uma amostra de diorito do depósito de Água Rica está no mesmo campo radiogênico das amostras de rocha total de Bajo de la Alumbrera, bem como sulfeto contido nesta, que apresenta-se no mesmo campo isotópico das amostras de sulfeto desse depósito. De acordo com os dados obtidos foi possível observar que a participação crustal ocorre de forma discreta, menor do que a esperada para essa zona onde o mergulho da Placa de Nazca possui baixo ângulo. Essa pequena interação crustal pode ter se dado pela assimilação da encaixante, bem como durante a subida do magma pelo corredor formado por essa grande estrutura regional mencionada. Contudo, foi possível verificar relações genéticas entre estes dois importantes depósitos, na busca de um melhor entendimento das relações entre depósitos do tipo pórfiro e do tipo epitermais. / The world-class deposits of Bajo de la Alumbrera and Agua Rica in NW Argentina, are of the Cu-Au-Mo porphyry type (although Agua Rica has some epithermal characteristics). Both deposits are closely related to the activities and formation processes of the Miocene Farallón Negro Volcanic Complex. They are also controlled by the Tucuman Transfer Zone, which is a regional NE–SW lineament related to a change in the subduction angle of the Nazca Plate. The Bajo de la Alumbrera deposit is related to the formation and evolution of this volcanic complex and is approximately 3-3.5 Ma older than the Agua Rica deposit. The Agua Rica deposit, although it is associated with the final events in this complex, also has epithermal features. Whole rock and sulfide mineralization were investigated on Pb, Sr and Nd isotopes to characterize the sources of magma and mineralization of both deposits and to establish their metalogenetic evolution and associations. Sr and εNd data made it possible to divide the samples into three distinct groups; however, most samples are slightly differentiated, have OIB (Ocean Island Basalts) isotope characteristics, and present some Nd fractionation. Pb isotopes are applied to WR and sulfides and provide a better correlation between the deposits. Pb data also shows distinct groups for these samples with an enrichment trend in radiogenic lead. In both cases, the sulfides are more radiogenic than the host rocks but are clearly related to them because they also form a trend. A diorite sample from the Agua Rica deposit is within the same radiogenic group as the Bajo de la Alumbrera WR samples, and its sulfide is also in the same group as the Bajo de la Alumbrera sulfide samples. These data show a genetic relationship between these two important deposits. The results could provide a clue to a better understanding of porphyry and epithermal relations.

A Planície Costeira do estado do Rio Grande do Sul (PCRS) foi estruturada ao longo do Quaternário por sucessivas oscilações do nível do mar. Alem das oscilações eustáticas, o clima também afetou a região, influenciando nos padrões deposicionais representados pelas fácies expostas em afloramentos e na distribuição dos organismos. O objetivo da presente tese é reconstituir condições climáticas e ambientes da região durante o Pleistoceno tardio, a partir de levantamentos estratigráficos, sedimentologia, datações, e análises de fósseis. A área escolhida para o desenvolvimento da tese foi o Arroio Chuí, localizado no sul da PCRS entre as barreiras II e III, onde afloram seqüências deposicionais que representam ambientes marinho e terrestre. Os resultados mostram que a porção marinha da seqüência exposta ao longo do arroio representa a fácies marinha do sistema deposicional Laguna-Barreira II. Datações em sedimentos e conchas de bivalves coletados nesta fácies indicam que este sistema teria sido formado pelo máximo transgressivo marinho ocorrido durante o estágio isotópico marinho (MIS) 7, há aproximadamente 230 mil anos. As temperaturas do oceano na região durante esse intervalo eram mais quentes do que nos dias de hoje, como evidenciado por espécies de moluscos bivalves e foraminíferos indicativos de águas mais quentes. A camada acima da fácies marinha representa paleossolos e antigos sistemas fluviais, onde ficaram preservados fósseis de grandes mamíferos. Datações feitas nos fósseis desses animais mostraram idades entre 226 e 34 mil anos; análises de isótopos estáveis (13C e 18O) em dentes fósseis mostram que o ambiente era caracterizado por pradarias compostas por gramíneas, arbustos e possivelmente matas de galeria. As características sedimentológicas mostram intercalações entre períodos mais úmidos e outros mais secos. Na camada acima do horizonte que contem os restos de grandes mamíferos não foram encontrados fósseis ate agora, e o aumento na quantidade de silte e presença de nódulos e concreções carbonáticas indicam clima mais seco, provavelmente relacionado ao ultimo máximo glacial (LGM). / The Coastal Plain of Rio Grande do Sul state (CPRS) was formed during the Quaternary by successive sea-level oscillations. Besides the eustatic oscillations, the region was also affected by climate changes, which influenced the depositional patterns represented by the facies exposed along outcrops and the distribution of organisms. The objective of this thesis is to reconstruct late Pleistocene climate conditions and environments of the region, using stratigraphic surveys, sedimentology, datings ands analysis on fossils. The area chosen for this work was the Chui Creek, located in the southern CPRS between the barriers II and III, where depositional sequences that represent marine and terrestrial environments are exposed. The results show that the marine portion of the sequence exposed along the banks of the creek represents the marine facies of the depositional system Barrier-Lagoon II. Datings on sediments and bivalve shells from this facies indicate that this system would have been formed by the marine highstand during the marine isotope stage (MIS) 7, around 230 thousand years ago. The ocean temperatures during this interval were higher than today, as indicated by bivalves and foraminifers that indicate warmer waters. The layer above the marine facies represents paleosoils, and ancient fluvial systems where fossils of large mammals were preserved. Datings on these fossils revealed ages between 226 and 34 thousand years; analyses of stable isotopes (13C and 18O) in fossil teeth showed that the landscape consisted of prairies composed by grasses, shrubs and possibly gallery forests. The sedimentary record show intercalated humid and dry periods. The layer above the horizon with large mammalian remains provided no fossils so far, and the increase in silt-sized particles and the presence of carbonate nodules and concretions indicate very dry conditions, probably correlated with the last glacial maximum (LGM).

O comportamento antagônico dos deslocamentos anuais da linha de costa coincide com os eventos de ENSO. Foi observado também que a linha de costa tende a retornar a sua forma e posição anteriores, sazonalmente no litoral sul, anualmente no litoral médio e a cada 19 meses no litoral norte. A variabilidade espacial na resposta da linha de costa às mudanças sazonais e interanuais deve-se a uma combinação de fatores, incluindo granulometria, orientação da linha de costa e transporte sedimentar ao longo da costa. A análise regional da costa do RS permitiu classificá-la em quatro classes de manejo: (1) áreas de manejo crítico, ocorrem em 177 km ou 29% da costa do RS e consistem basicamente nas áreas urbanizadas, concentradas principalmente no litoral norte, (2) áreas prioritárias, ocorrem em 198 km ao longo do litoral médio, ocupando 32% da costa do RS, (3) áreas latentes ocorrem em 65 km ou 10% da costa, localizados no litoral sul entre o Hermenegildo e o Albardão e (4) áreas naturais, ao longo de 178 km ou 29% da costa gaúcha, encontradas no litoral central e sul.

O Domo de Brasília aflora em uma janela estrutural onde ocorrem as unidades do Grupo Paranoá na região central da Faixa de Dobramentos Brasília. A estruturação regional do domo é relacionada com encurtamentos progressivos de direção NE-SW e NW-SE, que resultaram em diferentes estilos de dobramentos e padrões de interferência entre dobras. Neste trabalho é proposta uma metodologia de análise e modelagem estrutural de superfícies deposicionais dobradas em ambiente tridimensional. Os procedimentos envolvem a obtenção de dados estruturais em superfície em três escalas de observação. As etapas de trabalho consistem em: i) obtenção de dados através de medidas de orientação de camadas em campo e digitalização de linhas de afloramento de estruturas geológicas em dados de sensoriamento remoto; ii) análise estrutural através de projeções estereográficas, mapas e perfis geológicos; iii) modelagem 2D e 3D dos dados estruturais de campo e sensoriamento remoto, representando estruturas de escala local a intermediária; e iv) integração dos dados coletados e modelados para a construção do modelo geológico regional do Domo de Brasília. A modelagem geológica baseada em dados da superfície é realizada pela integração de linhas de significado geológico digitalizadas em 3D sobre modelos digitais do terreno (fotografias aéreas ortorretificadas sobrepostas a modelos digitais de elevação) e dados de campo, como limites entre unidades geológicas e orientação de planos e linhas. A análise estrutural permitiu a delimitação de domínios de mergulho e caimento consistentes, que definem limbos de dobras separados por planos axiais. Seguindo o conceito geométrico de domínios de mergulho e caimento, foram gerados modelos 2D a partir da projeção dos dados em perfis down-plunge e reconstrução de horizontes estratigráficos a partir da interpolação dos dados de campo pelo método Kink-band. As linhas estruturais digitalizadas foram modeladas em 3D pelo método 3D Dip Domain-Ribbon resultando na geometria 3D de dobras de escala intermediária. Os modelos gerados foram integrados para a criação do modelo regional, que se baseou na extrapolação em 3D das linhas de contato estratigráfico extraídas do mapa geológico do Domo de Brasília seguindo a geometria observada nas dobras de menor escala. Os modelos propostos neste trabalho forneceram informações coerentes sobre a geometria 2D e 3D das dobras de 3ª, 2ª e 1ª ordens no Domo de Brasília, além de permitir a interpretação das relações angulares entre as fases de deformação e os mecanismos de dobramento. / The Brasília Dome outcrop in a structural window where occur units of the Paranoá Group in central Brasilia Belt. The dome regional structure is related to progressive shortening oriented NE-SW and NW-SE, which resulted in different folding styles and folds interference pattern. This work proposes a methodology of structural analysis and modeling of folded depositional surfaces in three-dimensional environment. Procedures involve acquisition of structural data in Earth’s surface in three scales of observation. Working steps consist of: i) obtaining data through bedding orientation measures in the field and digitalization of geological structures outcropping lines over remote sensing data; ii) structural analysis through stereographic projections, maps and geological cross-sections; iii) 2D and 3D modeling of structural field and remote sensing data, representing structures at local and intermediate scale; and iv) integration of data collected and modeled for the construction of the regional geological model of Brasília Dome. 3D geological modeling based on surface data is built by the integration of geological significance lines digitalized over digital terrain models (aerial orthophotographs draped over digital elevation models) and field data, as boundaries between geological units and orientation of planes and lines. Structural analysis allowed the definition of consistent dip and plunge domains that define limbs of folds separated by axial planes. Following the geometric concept of dip and plunge domains, 2D models were generated from the projection of data in down-plunge cross-sections and reconstruction of stratigraphic horizons from the interpolation of field data by the Kink-band method. Digitalized structural lines were modeled in 3D by the 3D Dip Domain-Ribbon method resulting in the 3D geometry of intermediate scale folds. Generated models were integrated for the creation of regional model, which was based on extrapolation in 3D of stratigraphic contact lines extracted of the Brasília Dome geological map following the geometry observed in minor scale folds. The models proposed provide coherent information on the 2D and 3D geometry of the 3rd, 2nd and 1st order folds in the Brasília Dome, and allows the interpretation of the angular relationships between deformation phases of and folding mechanisms.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263815.pdf: 12196055 bytes, checksum: b17c975541c3cd1a821e684151d3c983 (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo analisar a influência da dinâmica de expansão e retração das áreas saturadas no transporte de sedimento fluvial na bacia do Rio Caeté, Alfredo Wagner/SC. A partir de dados hidrossedimentológicos horários monitorados por estações automáticas e de medições, avaliou-se métodos de cálculo da descarga sólida fluvial, relacionou-se o regime fluviométricos com a concentração de sedimento em suspensão e a descarga sólida fluvial, aplicou-se o TOPMODEL (TOPography-based hydrological MODEL), estimou-se a taxa de transferência de sedimento da bacia e comparou-se a descarga sólida fluvial e as áreas saturadas. O método de Einstein modificado por Colby e Hembree (1955) apresentou melhores resultados na estimativa da descarga sólida total quando comparado com dados medidos em campo. A descarga sólida total média e a taxa de transferência de sedimentos anual calculada no período de agosto de 2004 a janeiro de 2008 foram de 54.257,9 t/ano e 4,23%, respectivamente, com significativas variações anuais. Os meses que apresentaram maior taxa de transferência de sedimentos não coincidiram com os que apresentaram maiores valores de perda de solo. Na bacia hidrográfica do Caeté constatou-se intensa dinâmica hidrossedimentológica, caracterizada por uma área potencialmente frágil à ação dos processos erosivos, elevada mobilidade de sedimentos (transporte) e consideráveis quantidades deposicionais nos fundos dos vales e nas rupturas de declives. O modelo hidrológico TOPMODEL apresentou índices de calibração e validação satisfatórios. A relação entre descarga líquida e concentração de sedimento em suspensão apresentou comportamento do tipo figura oito, com pico de concentração de sedimento em suspensão que antecede o da vazão, com a presença de mais de um pico por evento. As áreas saturadas simuladas em relação à área total da bacia variaram de 10,1 % a 26,9%. Elas, espacialmente, margearam os cursos fluviais e suas cabeceiras, as depressões do terreno e as áreas planas, para as quais convergem as linhas de fluxo. As áreas saturadas quando comparadas com a concentração de sedimento em suspensão apresentaram índice de correlação moderado, enquanto que, quando confrontadas com a descarga sólida em suspensão e total, apresentaram bons índices de correlação. Assim, pode-se afirmar que a dinâmica de expansão e retração das áreas saturadas influencia na quantidade de sedimento transportada pelo curso fluvial, constituindo-se em importante área fonte de sedimento, por estarem diretamente conectada ao curso fluvial.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2008. / Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-09-17T13:01:27Z No. of bitstreams: 1 2008_CarlosCordeiroRibeiro.pdf: 18961741 bytes, checksum: 1e1ded8d440eb5b6d45b226ecb9377b0 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2009-09-17T13:18:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_CarlosCordeiroRibeiro.pdf: 18961741 bytes, checksum: 1e1ded8d440eb5b6d45b226ecb9377b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-09-17T13:18:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_CarlosCordeiroRibeiro.pdf: 18961741 bytes, checksum: 1e1ded8d440eb5b6d45b226ecb9377b0 (MD5) Previous issue date: 2008-08-15 / O presente trabalho descreve as características geológicas e geometalúrgicas dos depósitos de fosfato, titânio, nióbio e terras raras da porção nordeste do Complexo Carbonatítico Catalão I - GO. O controle das mineralizações foi determinado para os processos magmático, metassomático e intempérico. A tipologia dos minérios foi definida dentro do conceito geometalúrgico. Os métodos utilizados foram mapeamento geológico, descrição de testemunhos de sondagem, petrografia, química mineral, estatística bi e multielementar e caracterização tecnológica dos minérios.Observações de campo e petrografia indicam a existência de três séries petrogenéticas: bebedourítica, foscorítica e carbonatítica. A Série Bebedourítica é formada a partir de um líquido silicático gerado por imiscibilidade de um magma primitivo, silicocarbonatado, produzindo, por diferenciação, dunitos, piroxenitos e veios de carbonatito residual. Em um segundo evento de imiscibilidade, o líquido carbonatítico inicial se reparte em um componente foscorítico e outro carbonatítico. O foscorito assim formado é inicialmente rico em olivina e evolui para formar cumulados de apatita. O componente carbonatítico sofre um terceiro e último episódio de imiscibilidade, gerando novos componentes foscorítico e carbonatítico. Este segundo foscorito não contém olivina, mas é rico em pirocloro e magnetita. Foram reconhecidos os seguintes protolitos nas mineralizações estudadas: nos depósitos de fosfato os protolitos são piroxenitos tardios da Série Bebedourítica e olivinafoscoritos; para o titânio são os piroxenitos iniciais da Série Bebedourítica; para o nióbio os foscoritos gerados no terceiro evento de imiscibilidade; para os ETR os protolitos são flogopititos metassomáticos, foscoritos com nióbio, e dolomita carbonatitos, metassomatizados por fluidos carbo-hidrotermais;. O magmatismo exerceu importante papel na formação das jazidas de fosfato, titânio e nióbio, concentrando, respectivamente, apatita, perovskita e pirocloro por cristalização fracionada, bem como na estruturação dos depósitos primários na forma de enxames de diques. O papel do metassomatismo na formação das jazidas de fosfato foi modesto, gerando apatita hidrotermal principalmente em flogopititos e foscoritos com nióbio. Para a monazita, o metassomatismo foi o agente principal da mineralização, através de fluidos carbo-hidrotermais carregados em ETR, possivelmente liberadas durante a transformação metassomática da perovskita em anatásio. Tais fluidos provocaram a substituição da apatita e dolomita por monazita, em protolitos das Séries Bebedourítica, Foscorítica e Carbonatítica. A ação dos fluidos carbo-hidrotermais sobre rochas da Série Foscorítica produziu dois tipos petrográficos: nelsonitos mineralizados em apatita, ilmenita, nióbio e monazita denominados unidade C2a, e rochas compostas essencialmente por monazita, com carbonatos e apatita subordinados, denominada monazitito. Em ambos, ocorrem pipes de explosão preenchidos por brechas que indicam fragmentação do magma, com fluxo particulado turbulento dentro da câmara magmática. Para o anatásio, os fluidos carbo-hidrotermais agiram sobre piroxenitos com perovskita, transformando a rocha em flogopitito metassomático e convertendo perovskita em anatásio. O papel do intemperismo na formação da jazida de fosfato é comprovado pela concentração supergênica principalmente no nível Saprolito Isalterítico. Para o titânio, o processo concentrou residualmente o anatásio formado por processos carbo-hidrotermal e originou anatásio neoformado, a partir de perovskita. Para os ETR, o intemperismo substituiu carbonatos por sílica nos dolomita carbonatitos magnesíticos promovendo a concentração residual de monazita, por eliminação de parte dos carbonatos. No flogopitito, o intemperismo transformou a rocha em um saprolito com alta concentração de ETR. Nos foscoritos, atuou na dissolução dos carbonatos e apatita das camadas C2a e C2b promovendo enriquecimento residual em monazita. Para nióbio, o intemperismo concentrou e transformou o Ca-pirocloro dos foscoritos em Ba-pirocloro, no nível Saprolito Aloterítico. O depósito de fosfato é constituído pelos seguintes tipos de minério definidos por critérios geometalúrgicos: Minério Oxidado e Minério Micáceo-oxidado, posicionados no topo do nível Saprolito Isalterítico. Minério Micáceo Topo, Minério Micáceo Médio e Minério Micáceo Base posicionados na base do nível Saprolito Isalterítico. Minério Silico-carbonatado posicionado na base do nível Rocha alterada. Esses tipos foram adicionalmente sub-divididos em foscorítico e flogopitítico A análise estatística simples revelou duas populações de foscorito. A Análise de Componentes Principais permitiu gerar assinaturas geometalúrgicas em mapa, individualizando zonas com características geometalúrgicas diferentes. A geoestatística revelou a presença de anisotropias zonais, relacionadas aos dois tipos de foscorito, confirmando a presença de duas linhas evolutivas para estas rochas. O depósito de ETR é constituído por quatro tipos de minério; Minério Saprolítico derivado do intemperismo dos flogopititos com veios de monazita; Minério Nelsonítico derivado do metassomatismo de foscoritos ricos em nióbio; Minério Carbonatítico derivado da alteração metassomática de dolomita carbonatitos; Minério Silicoso derivado do intemperismo sobre o Minério Carbonatítico. A análise estatística dos dados químicos confirma a presença de distintas populações para a monazita, sugerindo diferentes gêneses ou protolitos. O depósito de titânio é constituído por quatro tipos de minério: Minério tipo I, situado entre a parte inferior do nível Saprolito Aloterítico e a parte superior do nível Saprolito Isalterítico é caracterizado por apresentar a melhor recuperação na flotação, ausência de apatita e perovskita e teor moderado de ferro. ; Minério tipo II, situado no topo do nível Saprolito Aloterítico, é caracterizado por recuperação inferior ao tipo I, e muito rico em ferro; Minério tipo III, situado na parte inferior do nível Saprolíto Isalterítico, é caracterizado por baixa recuperação, com presença de mica e apatita; Minério tipo IV, situado entre a parte superior do intervalo de Rocha Alterada e a parte inferior do Nível Saprolíto Isalterítico, é caracterizado por baixa recuperação e pela presença de perovskita associada ao anatásio. A análise estatística dos dados químicos da jazida de titânio confirma a presença de mais de uma população. _____________________________________________________________________ ABSTRACT / This work describes the geological and geometallurgical characteristics of the phosphate, titanium, niobium and rare-earth elements deposits in the northeast part of the Catalão I carbonatite complex, Central Brazil. The mineralization controls were determined for magmatic, metasomatic and weathering processes. The ore types were defined on the basis of geometallurgical concepts. Study methods comprised geological mapping, drill-core description, petrography, mineral chemistry, statistics, and technological characterization of the ore. Field and petrographic observations indicate the existence of three petrogenetic series: bebedouritic, phoscoritic, and carbonatitic. The Bebedouritic Series derived from a silicate magma generated by liquid immiscibility from a carbonated silicate parent, and evolved through crystal fractionation, producing dunites, pyroxenites, and residual veinlets of carbonatite. During a second immiscibility episode, the initial carbonatite magma separated into phoscorite and carbonatite components. The phoscorite magma thus formed was initially olivine-rich, and evolved to apatite cumulates. The carbonatite branch of this immiscible pair underwent a third, and last, immiscibility event, again generating phoscorite and carbonatite branches. This second phoscorite generation is olivine-free, but pyrochlore- and magnetite-rich. The following protoliths are recognized for the studied deposits: in the phosphate deposits, protoliths are late-stage pyroxenites from the Bebedourite Series, and earlyformed olivine-phoscorites; protoliths for the titanium mineralization are early pyroxenites from the Bebedourite Series; for the niobium mineralization, the second generation of phoscorites, formed in the third immiscibility event; for the REE, the protoliths are metasomatic phlogopitites, Nb-rich phoscorites and dolomite carbonatites subjected to carbo-hydrothermal alteration. Magmatism played an important role in the Genesis of the phosphate, titanium, and niobium deposits, respectively concentrating apatite, perovskite and pyrochlore trough fractional crystallization. It also conditioned the dyke-swarm, stockwork-like structure of the primary ore. Metasomatism played only a subordinate role in the genesis of the phosphate deposits, forming hydrothermal apatite in phlogopitites and Nb-rich phoscorites. On the other hand, it was the main ore-forming agent for the monazite deposits. Carbo-hydrothermal fluids strongly enriched in REE, possibly as a consequence of the perovskite-anatase transformation, reacted with apatite and dolomite from bebedourites, foscorites and carbonatites, replacing them with monazite. The interaction of carbo-hydrothermal fluids with rocks of the Phoscorite Series produced two new petrographic types: nelsonites mineralized with apatite, ilmenite, pyrochlore and monazite, called C2a unit, and a rock essentially composed of monazite, with subordinate apatite and carbonates, classified as monazitite. Both units contain explosion pipes filled with breccia, indicating magma fragmentation and turbulent flow of particulate material within the magma chamber. Regarding the anatase mineralization, carbo-hydrothermal fluids interacted with perovskite-bearing pyroxenites, transforming the rock into a metasomatic phlogopitite and replacing perovskite with anatase. The role of weathering on the formation of the phosphate deposit is the residual concentration of apatite, mostly in the isalterite level. In the titanium deposit, weathering concentrated the anatase formed by carbo-hydrothermal processes, and produced new (supergenic) anatase from perovskite remnants. Regarding the REE deposit, weathering promoted substitution of the carbonates by silica in magnesitebearing dolomite carbonatites, with residual concentration of monazite as part of the carbonate was eliminated from the system. Phlogopitites were transformed into highly REE-enriched saprolite, whereas in phoscoritic rocks from the C2a and C2b units, weathering promoted carbonate and apatite dissolution, with consequent residual concentration of monazite. In the niobium deposit, weathering concentrated and transformed the original Ca-pyrochlore from phoscorites into Ba-pyrocholore, in the alloteric saprolite. The phosphate deposit is composed of the following ore types, on the basis of geometallurgical criteria: oxidized ore and micaceous-oxidized ore, located at the top of the isalteritic saprolite; upper, intermediate, and basal micaceous ore, located at the base of the isalteritic saprolite; siliceous-carbonated ore, located at the base of the altered rock level. All the above were further subdivided in to phoscoritic and phlogopititic. Descriptive statistical analysis revealed the presence of two phoscorite populations, and Principal Component Analysis allowed establishing geometallurgical signatures, represented in map as zones with different geometallurgical characteristics. Geostatistical analysis showed the presence of zonal anomalies, related with the two different phoscorite types, adding further support to the conclusion that these rocks evolved separately. The REE deposit consists of four ore types: saprolite ore, derived from the weathering of phlogopitite with monazite veins; nelsonite ore, derived from the metasomatism of Nb-rich phoscorites; carbonatite ore, derived from metasomatic transformation of dolomite carbonatites; siliceous ore, derived from the weathering of the carbonatite ore. Statistical analysis of geochemical data confirms the presence of different populations within the monazite deposit, suggesting distinct genesis or distinct protoliths. The titanium deposit consists of four ore types: Type I, located between the lower part of the alloteritic saprolite and the upper part of the isalteritic saprolite, is characterized by the best recovery during flotation, lacks apatite and perovskite, and has moderate iron content; Type II, located at the top of the alloteritic saprolite, is very iron-rich and characterized by lower recovery than Type I; Type III, located in the lower part of the isalteritic saprolite is characterized by the presence of mica and apatite, and yields low recovery; Type IV, located between the upper part of the altered rock level and the lower part of the isalteritic saprolite level, is characterized by low recovery and by the presence of perovskite remnants associated with anatase. Statistical analysis of geochemical data confirms the presence of more than one population within the titanium deposit.

Através do banco de dados referente a granulometria (cascalho, areia, silte e argila), carbonato biogênico, carbono orgânico total (COT) e argilo-minerais (caulinita, esmectita, ilita e gibsita) do projeto MAPEM- Monitoramento Ambiental em Atividades de Perfuração Exploratória Marítima (Águas Rasas), foi realizado este estudo visando avaliar os efeitos da perfuração dos poços BO-022H e BO-023H, localizados em talude continental superior, região sul da Bacia de Campos, Brasil, a 50 km da cidade de Cabo Frio, a 250m de profundidade. A promissora atividade de exploração e produção de petróleo e gás no Brasil tem exigido estudos detalhados do ambiente marinho, estes por sua vez deverão considerar desde a técnica de perfuração até a minuciosa alteração causada no substrato sedimentar. Nesta perspectiva foram coletadas amostras de sedimentos superficiais na região no em torno da área perfurada. Durante o cruzeiro I foram coletadas 48 amostras, no cruzeiro II, três meses após a perfuração, foram coletadas 61 amostras e no cruzeiro III, 22 meses após a perfuração, foram coletadas 54 amostras. Paralelamente foram amostradas 6 estações de controle. A preocupação é compreender quais são as alterações ambientas causadas pela perfuração, para isso as análises dos sedimentos geraram informações sobre a composição granulométrica, o teor carbonato biogênico e carbono orgânico total, e, composição mineralógica (argilo-minerais). Essas variáveis comparadas à variação espacial (área de monitoramento/estações de referência) e temporal (3 cruzeiros oceanográficos) permitiram compreender como o substrato sedimentar marinho reagiu a atividade de perfuração. Com o background da área, para os três cruzeiros oceanográficos, definiu-se os níveis médios das variáveis analisadas, identificando sinais de contaminação pela atividade de perfuração. Estes resultados demostram que a atividade de perfuração não promoveu alterações significativa nas propriedades sedimentares, que a variação dos valores de backgrounds, do cruzeiro II para o cruzeiro III, permaneceram muito próximo daqueles do cruzeiro I. Entre os argilo-minerais, a esmectita e a ilita , aumentaram, porém no cruzeiro III, os valores sofrem redução ficando muito próximo daqueles do cruzeiro I.

O presente trabalho discorre sobre o desenvolvimento de uma nova técnica para análise isotópica de Sm-Nd com uso de um traçador combinado de Nd145/Sm149 e de somente a coluna primária, que envolve apenas razões que não requerem correção por interferência isobárica. O trabalho divide-se em duas partes: (i) na primeira parte está apresentado um breve histórico da aplicação da metodologia Sm/Nd e a sua prática rotineira nos laboratórios de geocronologia; (ii) na segunda parte, a nova metodologia Sm/Nd proposta envolvendo calibrações de um traçador combinado de Nd145 e Sm149 e os resultados obtidos nas análises de 3 amostras pré-selecionadas, incluindo uma amostra de referência (BHVO-2) e um teste da validade da técnica de se traçar uma amostra em alíquota. A razão Sm147/Sm149 e as razões de Nd (Nd143/Nd145, Nd143/Nd146 e Nd145/Nd146) nas amostras foram analisadas simultaneamente utilizando um arranjo triplo de filamento (Ta, Re, Ta). A presença de outros ETR não interferiu na eficiência de ionização, sendo as emissões do Sm e do Nd praticamente simultâneas. Esse fato implica que para corrigir o fracionamento observado na razão Sm147/Sm149 pode ser usada a razão Nd143/Nd146 = 0,7101232. A correção de fracionamento, como é empregado no método convencional, reduz os erros nos cálculos das concentrações de Sm e Nd. A razão Nd143/Nd144 normalizada, necessária para idades modelo ou isócrona, é derivada da multiplicação da razão Nd143/Nd145 obtida na amostra natural normalizada para Nd145/Nd146 = 0,482620 por um fator constante de 0,348404. Esse valor de normalização estabelecido é baseado em 45 análises independentes em duas amostras de referência laboratorial (SPEX e Johnson Mattey) obtidas no modo dinâmico de análise utilizando um espectrômetro de massa da VG Sector equipado com 9 coletores A razão Nd143/Nd144 calculada e a idade modelo TDM são plenamente concordantes quando comparadas aos valores obtidos pelo método convencional. Algumas restrições podem surgir quando os valores de Sm e Nd obtidos nas alíquotas forem comparados com os resultados obtidos da amostra total. Pequenas discrepâncias, provavelmente atribuíveis à não homogeneização da solução final, podem ser irrelevantes, uma vez que as razões Sm147/Nd144 e Nd143/N144d derivada estão dentro dos erros experimentais (2s). Para laboratórios de geocronologia com um espectrômetro de massa equipado com pelo menos 5 coletores e com o método Rb/Sr implementado, a nova metodologia proposta para o método Sm/Nd constitui-se em uma alternativa de aplicação quase imediata, desde que a solução de traçador combinado Nd145 e Sm149 esteja bem calibrada e a coluna de resina catiônica tenha resolução adequada para eficiente separação dos elementos terras raras.

O tema turbiditos tem causado muita controvérsia nos últimos anos. A nosso ver, isto ocorre principalmente devido à diminuição das pesquisas sobre os mecanismos que envolvem a iniciação, o transporte e a deposição deste tipo de rocha. A proposta deste trabalho é avaliar o potencial da simulação física de correntes de turbidez em prever e explicar feições sedimentares em seus depósitos. Foi escolhido como protótipo um sistema turbidítico antigo situado na margem oriental brasileira. A geometria complexa do protótipo foi simplificada para construção do modelo nas instalações do Pavilhão Fluvial do Instituto de Pesquisas Hidráulicas. Foram desenvolvidos doze ensaios onde as observações realizadas sofisticaram-se a partir dos conhecimentos adquiridos nas etapas anteriores. Como resultado dos experimentos identificaram-se novos aspectos geométricos e dinâmicos das correntes de densidade não-conservativas e suas conseqüências na sedimentação. Constatou-se um caráter ondulatório no fluxo, que teve sua origem associada à geração de ondas internas às correntes associadas ao desprendimento de vórtices a partir da cabeça da corrente e sua propagação ao longo da porção superior da corrente. Esta dinâmica implica mudanças na taxa de sedimentação ou mesmo erosão pela corrente, associadas a variações da amplitude e freqüência daquelas ondas. Na cabeça da corrente, verificou-se uma distribuição homogênea de sedimento em suspensão desde a base até o topo da corrente. No corpo ela se divide em duas camadas, uma basal com maior concentração de sedimentos e outra, superior marcada pela expansão do fluxo. Nas quebras de declive do modelo, que ocorrem no meio do canal e no ponto em que a corrente perde o confinamento, foram observadas acelerações localizadas no fluxo. Dentre os parâmetros analisados nos experimentos, constatou-se que a vazão de alimentação tem grande influência nas características dos depósitos. De um modo geral, um aumento da vazão implica um deslocamento do pico deposicional no sentido da corrente e um aumento no conteúdo de frações mais grossas. Constatou-se, nos sedimentos depositados no canal, uma distribuição seqüenciada de formas de leito, que varia entre ripples de crista reta e ripples lingüóides. Reconheceu-se uma correlação entre a amplitude e o comprimento nestas formas de leito. Identificou-se em todos os casos em que houve o extravasamento da corrente a formação de ripples na lateral do canal com cristas lineares que indicam uma direção do fluxo próxima à que ocorre no canal. Foram desenvolvidos depósitos alongados no sentido do fluxo na área onde a corrente perde o confinamento. Observou-se uma grande similaridade entre os depósitos gerados nos experimentos e aqueles identificados em sistemas turbidíticos atuais e do registro geológico, tanto em afloramentos como em dados de subsuperfície.