Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-30Bitstream added on 2014-06-13T18:43:39Z : No. of bitstreams: 1 nascimento_mb_dr_rcla.pdf: 3571812 bytes, checksum: e26c0990b8457cab9ec385c08940f93c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O presente trabalho apresenta os resultados de estudos petrográficos, geoquímicos, isotópicos e geotermobarométricos em rochas granulíticas, obtidos na região de Arceburgo – Santa Cruz da Prata (MG), dentro da Faixa Brasília e mais especificamente do Complexo Guaxupé. A geologia da área inclui metassedimentos representados por quartzitos foliados e rochas com intercalações de quartzo detrítico, associados a tipos da suíte charnockítica (charnockitos e alaskitos, charnockitos, álcali feldspato charnockito, granada gnaisse charnockito, enderbitos) além de granulitos tonalitos (máficos), biotita gnaisse com granada e biotita muscovita gnaisse. Essas rochas constituem faixas alongadas segundo a direção N600W, com ângulo de mergulho pequeno que varia entre 25 e 400, em média, para SW. As texturas predominantes são do tipo granoblástica ou mais freqüentemente blastomiloníticas, com quartzo e feldspato muito deformados e porfiroclastos de feldspato pertítico muito comuns, formando sigmóides. Os minerais essenciais são: feldspato potássico pertítico (mesopertita), plagioclásio (oligoclásio-andesina), hiperstênio, diopsídio, hornblenda marrom e biotita vermelha. A granada é observada apenas em litotipos como granada gnaisse charnockito, granulito tonalito (máfico) e biotita gnaisse com granada, localizados próximo a Zona de Cisalhamento Varginha. Diagramas ETRs e multielementos possibilitou a divisão das amostras em dois grupos geoquímicos que correspondem a duas assinaturas geoquímicas (crosta superior e crosta inferior) que podem ser interpretadas como conseqüência da geração e evolução dessas rochas em períodos e ambientes crustais de características distintas. Diagramas de classificação sugerem que a evolução do conjunto granulítico se deu partindo de composições mais... / This paper shows the results of petrographic studies, geochemical, and isotopic Geothermobarometry rocks in granulites, conducted in the region of Arceburgo - Santa Cruz de la Plata (MG), in the Brasilia Belt and more specifically the complex Guaxupé. The geology includes metasediments represented by quartzite and foliated rocks with intercalations of detrital quartz associated with types of the suite charnockites (charnockites e alaskites, charnockites, alkali feldspar charnockites, garnet gneiss, charnockites, enderbitos) as well as mafic tonalities granulites, biotite gneiss with garnet and biotite muscovite gneiss. These rocks are tracks elongated along the direction N600W, with small dip angle of between 25 and 40, on average, to SW. The textures are the predominant type granoblastic blastomiloníticas or more frequently, with quartz and feldspar and very deformed porfiroclastos feldspar perthite very common, forming sigmoid. The essential minerals are:feldspar perthite (mesopertita), plagioclase (oligoclase-andesite), hypersthene, diopside, hornblende and biotite red brown. The garnet is observed only in lithotypes charnockites and garnet gneiss, garnet enderbito gneiss and biotite gneiss with garnet, located near Varginha Shear Zone. ETRs and multi-element diagrams enabled the division of samples into two geochemical groups that correspond to two geochemical signatures (the upper crust and lower crust) can be interpreted as a consequence of the generation and evolution of rocks in crustal environments and periods with different characteristics. Classification diagrams suggest that the evolution of all Granulitic occurred starting with more basic compositions reaching acid compositions, probably due to processes Anatexia which points to the protolith rocks of basic composition... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-12-22Bitstream added on 2014-06-13T20:43:22Z : No. of bitstreams: 1 ruiz_as_dr_rcla.pdf: 6913065 bytes, checksum: cbe25a84910e7cbf831069db789ad4e8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O propósito deste trabalho é caracterizar o arcabouço e história tectônica do SW do Cráton Amazônico em Mato Grosso, com base no acervo de dados geológicos inéditos, obtidos no mapeamento geológico nas escalas 1:250.000 e 1:100.000 e dos resultados litogeoquímicos e geocronológicos (U-Pb, Sm-Nd e Ar-Ar). As informações geocronológicas e geoquímicas prévias foram integradas e interpretadas com base no quadro geológico definido pelos novos dados de campo. Longa e complexa evolução geológica, que se estende do Paleoproterozóico ao Neoproterozóico, resultou na formação do Supercontinente Rodínia e consolidação do Cráton Amazônico. Em Mato Grosso, produziu um arranjo tectono-estratigráfico em cinco segmentos crustais, aqui denominados Domínios Tectônicos, os quais registram desde a quebra do Supercontinente Atlântica à ruptura do Supercontinente Rodínia e formação dos cinturões brasilianos/pan-africanos (Faixa de Dobramento Paraguai). Associa-se à deformação o metamorfismo regional na fácies xisto verde que é claramente mais intenso na porção oriental-central do cinturão orogênico. À fase compreesiva, segue-se um estágio de colapso extensional do orógeno, assinalado pelo desenvolvimento de zonas de cisalhamento dúcteis, com cinemática normal (Zona de Cisalhamento Piratininga, Indiavai-Lucialva e Corredor), magmatismo granítico tarde a pós-cinemático, de derivação crustal, (eNd(t) negativo), da suíte Guapé e magmatismo máfico toleítico sub-alcalino, do enxame de diques máficos da Suíte Rancho de Prata e alcalino, das soleiras máficas das Suítes Intrusivas Salto do Céu e Huanchaca. Ao final da Orogenia Sunsás, em torno de 900 Ma, consolida-se o Supercontinente Rodínia e, por conseqüência, o SW do Cráton Amazônico, reativado no Criogeniano para a instalação da Faixa de Dobramentos Paraguai. / The purpose of this thesis is to characterize the framework and the tectonic history of the Southwest Amazonian Craton in Mato Grosso based on collecting new geological data obtained from mapping in the 1:250.000 and 1:100.000 scales and lithogeochemical and geochronological results (U-Pb, Sm-Nd e Ar-Ar). Preexistent geochemical and geocronological data were reevaluated and reinterpreted based on the geological picture depicted by new field data. Long and complex geological evolution starting since Paleoproterozoic to Neoproterozoic times resulted in the Rodinia Supercontinent formation and the Amazonian Craton consolidation and produced a tectono-stratigraphic array of five crustal segments, named Tectonic Domains that record data since the break-up of the Atlantica Supercontinent until the rupture of the Rodinia Supercontinente and the formation of the Brasiliano / Panafrican belts (Paraguai Fold Belt). Regional metamorphism of grenschist facies is associated to the deformation and it is clearly more intense in the central-east portion of the orogenic belt. Compressive phase is followed by a stage of extensional collapse of the orogen marked by the developing of ductile shear zones with normal kinematics (Piratininga, Indiavai-Lucialva and Corredor Shear Zone), late- to post-kinematic granitic magmatism of crustal derivation (negative eNd(t)) of the Guapé suite and mafic tholeiitic sub-alkaline magmatism of the mafic dyke swarm Rancho de Prata and alkaline of the mafic sills of the Salto do Céu and Huachanca suites. At the end of the Sunsás Orogeny, around 900 Ma, consolidate the Rodinia Supercontinente and in consequence the SW Amazonian Craton that was reactivated in the Cryogenian Period for the installation of the Paraguai Fold Belt.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-03-08Bitstream added on 2014-06-13T18:43:40Z : No. of bitstreams: 1 conceicao_ft_dr_rcla.pdf: 3191625 bytes, checksum: acbc3e9009e76a6712eb2befd4d5dc95 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho visou estudar o comportamento geoquímico de radionuclídeos e metais pesados em solos de uso agrícola na bacia do Rio Corumbataí (SP). A concentração e variabilidade natural em rochas sedimentares na bacia do Rio Corumbataí segue a tendência Ca > Mg > K > Na, com baixa concentração natural de metais pesados e radionuclídeos. A distribuição das taxas de dose nos solos mostra que ocorre uma maior taxa de exposição na região sul da bacia do Rio Corumbataí, onde há aplicação de fertilizantes fosfatados, corretivos agrícolas e vinhaça em plantações de cana-de-açúcar. Metais pesados e radionuclídeos existentes nos fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas são adicionados anualmente nas plantações de cana-de-açúcar, mas se usados de acordo com as taxas recomendadas, não aumentam suas concentrações em solos para níveis perigosos. Assim, há baixa transferência destes elementos dos solos para a cana-de-açúcar na bacia do Rio Corumbataí, não oferecem nenhum risco ao ecossistema e à saúde do animal e do homem. Palavras-chave: Radionuclídeos e metais pesados, Solos e fertilizantes, Plantações de canade- açúcar, Cadeia alimentar. / The purpose of this research was to study the geochemical behavior of radionuclides and heavy metals in soils of agricultural use at Corumbataí River basin (SP). The natural concentration and variability in sedimentary rocks at Corumbataí river basin follow the trend Ca > Mg > K > Na, with the concentration of heavy metals and radionuclides. The distribution of exposure rate in soils shows the occurrence of higher values towards south of the Corumbataí river basin, region where are applied phosphate fertilizers, amendments and vinhaça in sugar cane crops. Heavy metals and radionuclides incorporated in phosphate fertilizers and amendments are annually added during the fertilization process in the sugar cane crops, but if they are utilized in accordance with the recommended rate, they do not rise the concentration levels in soils up to hazards levels. Thus, they are lower transferred from soils to sugar cane at Corumbataí river basin, not offering hazard to the ecosystem and animal or human health.

Orientador: Andre Virmond Lima Bittencourt / Co-orientadores: Antonio Salvio Mangrich, Beatriz Monte Serrat Prevedello / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: O principal objetivo deste estudo foi avaliar a influência das atividades de mineração dos folhelhos pirobetuminosos, vulgarmente denominados "xistos", na qualidade das águas naturais em uma área reabilitada com cerca de 630.000 m2, no município de São Mateus do Sul - PR. Buscou-se a caracterização preliminar das geosferas que condicionam as características das águas naturais e a qualidade ambiental, em função da interação da hidrosfera com a atmosfera, pedosfera, litosfera, tecnosfera (resultante da disposição de resíduos), além da biosfera, restrita à vegetação que se desenvolve nas áreas reabilitadas. Foram identificados os principais fluxos de migração de substâncias químicas nas paisagens, bem como os gradientes e barreiras geoquímicas que controlam a qualidade das águas subterrâneas. Quando possível, procurou-se posicionar os dados referentes ao ambiente modificado pela atividade de mineração, em relação à referências regionais ou globais de forma a identificar possíveis alterações ambientais. Considerando-se as limitações do presente estudo, conclui-se que a área reabilitada apresentada, constituições dentro da normalidade para os componentes das várias esferas envolvidas. Foram constatados, no entanto, elevados teores de alguns metais pesados, particularmente relativos ao Pb, Cd e Cr nos solos naturais da região, independente da disposição de resíduos na mina. Da mesma forma, o tecido vegetal do exemplar arbóreo analisado (Acacia mearnsii), revelou teores de Pb e Cr muito acima da média para plantas terrestres, cerca de 6 e 23 vezes, respectivamente. Tal fato, recomenda a necessidade da realização de estudo sistemático. Com relação às águas de chuva, foi verificada uma tendência à acidez, com valores de pH abaixo de 5,0. Recomenda-se a continuidade do estudo, de forma a avaliar a dispersão e influência das atividades industriais na qualidade do ar no entorno do projeto. As águas subterrâneas, que constituem o aquífero freático em terrenos naturais, revelam a influência das litologias sedimentares associadas, que imprimem características ácidas, com pH de até 4,3 com a presença de ions sulfato em concentrações de até 95 ppm. As águas subterrâneas em áreas reabilitadas, apresentam elevada carga de sais dissolvidos, chegando a 3519 mg/l de íons S 02'4, 669 mg/l de íons Ca2+, 99 mg/l de íons Mg2+, 199,3 mg/l de íons Na+ e 21 mg/l de ferro total, inviabilizando a utilização das mesmas. A maior contribuição é proveniente do xisto retortado, que é disposto sem compactação sobre as pilhas de estéreis, facilitando a percolação das águas e a oxidação das espécies de enxofre. Apesar da presença de metais pesados nos materiais remobilizados, as determinações efetuadas revelam baixos teores dos mesmos nas águas subterrâneas. A ciclagem de elementos ou substâncias químicas pelas plantas, quando avaliada em termos da caracterização de ácidos húmicos produzidos pelo acúmulo de matéria orgânica nos solos, revela condições de normalidade ambiental, comparados aos ambientes não afetados pela mineração. A migração dos elementos nas paisagens reabilitadas se processa, principalmente, pelos fluxos de águas. Estima-se que o volume de água que percola pelos materiais dispostos na mina UPI, totalize 300.000 m3 anuais, carreando cerca de 1.300 toneladas em termos de substâncias dissolvidas. Finalmente, ressalta-se que o estudo baseado nos princípios e conceitos da Geoquímica das Paisagens, conduz a uma forma organizada de análise e síntese de dados ambientais, por envolver o estudo dos elementos de todas geosferas, bem como suas interações químicas. / Abstract: The main purpose of this study was to evaluate the influence of oil shale mining activities in the quality of natural waters in a reclaimed area, of about 630.00 square meters, in São Mateus do Sul city, Paraná State, Brazil. Preliminar investigations where made in order to characterize the geospheres that interact with the hydrosphere in the environment, in terms of constituints from the atmosphere, pedosphere, lithosphere, technosphere (waste disposal), and the biosphere, related to the plant cover in reclaimed areas. Identifications were made, with respect to the main migrational flows of chemical substances in the landscapes and geochemical barriers and gradients that govern the groundwater quality. As long as possible, the environmental data were compared with local or regional references, looking out for possible environmental disturbances. The evaluations reveal, in general, normal constitutions for the geospheres. There were detected, however, high concentrations of some heavy metals, particulary for Pb, Cd and Cr in the soil from undisturbed areas. As the same, Pb and Cr were found in the vegetation (Acacia mearnsii), 6 and 23 times, respectively, greater than the abundance of land plants, and require more sistematic evaluation. About the rain water, preliminary results indicate acidy tendency, with pH values below 5,0. Appraisal studies of this type would be useful to indicate the dispersion and influence of the industrial activities near the project. Natural groundwaters reveal the influence of the sedimentar rocks, by the acidity with pH of 4,3 and sulfates ions concentration of 95 mg/l. Groundwaters in disturbed areas are characterized by the high content of dissolved salts, at a maximum of 3519 mg/l of S 02'4 ions, 669 mg/l of Ca ions, 99 mg/l of Mg2+ ions, 199,3 mg/l of Na+ ions and 21 mg/l of total iron. Most of them coming from retorted shale, laid out over the barren material, without compactation, that facilitate the water flow and the leaching of sulfur especies. In spite of the presence of heavy metals in those lithologies, very low content was detected in the waters. The evaluation of humic acid, produced by the plant cycle, reveals similarities between natural and reclaimed soils. Elements migration in the landscape processes mainly by the water flows. A volume of 300.000 cubic meters were suppose to flow by year into the reclaimed area, carryng about 1.300 tons of dissolved substances. Finally, it should be stressed that the study based on the principles and concepts of the discipline of landscape geochemistry, provide a holistic approach because it involves the study of all elements in the geospheres, as well as all chemical interactions, and should lead to an organized form of analyze and synthesize the data of environmental geochemistry.

Os depósitos de metais-base (Camaquã, Santa Maria e na Formação Passo Feio), e Au (Bossoroca) mais importantes do Rio Grande do Sul foram gerados durante o Ciclo Brasiliano ao longo de três eventos distintos, relacionados ao magmatismo e metamorfismo contemporâneos (700, 594 e 562 Ma); os metais foram derivados de fontes relacionadas à crosta juvenil e ao embasamento antigo. O depósito de ouro da Bossoroca (700 Ma) consiste de veios de quartzo com Au e subordinadamente pirita, calcopirita, galena e teluretos, sendo classificado como um depósito orogênico epizonal. Os filões de quartzo aurífero são hospedados por rochas, piroclásticas calcico-alcalinas de composição andesítica, dacítica com basaltos e epiclásticas subordinadas, pertencentes a Formação Campestre. Estudos do zircão através do método U-Pb via SHRIMP mostram que as rochas vulcânicas encaixantes foram geradas a cerca de 760 Ma atrás, no início do Ciclo Brasiliano, e sofreram metamorfismo regional de baixa pressão na transição entre os facies xistos verdes e anfibolito a cerca de 700 Ma. Os depósitos de metais-base do sistema Camaquã Cu (Au, Ag) e Santa Maria Pb-Zn (Cu, Ag) são hidrotermais magmáticos distantes, provavelmente ligados à intrusões graníticas, e foram gerados há cerca de 594 Ma durante o magmatismo pós-colisional do final da Orogenêse Dom Feliciano. As mineralizações de Cu (Au) e Pb hospedados pela Formação Passo Feio são hidrotermais epigenéticas e foram gerados há 562 Ma durante a intrusão do Granito Caçapava. A composição isotópica do Pb dos sulfetos dos depósitos de Camaquã-Santa Maria indica que os metais foram derivados de uma fonte crustal com Pb muito primitivo no final do Ciclo Brasiliano. A composição isotópica do enxofre dos sulfetos desses depósitos (~ 0‰ CDT) indica uma origem magmática para o enxofre. Os metais dos depósitos hidrotermais epigenéticos da Formação Passo Feio foram também derivados do embasamento antigo, com contribuição importante das rochas meta-vulcanosedimentares da Formação Passo Feio. O enxofre dessas mineralizações possui origem mista, originada pela mistura de fluidos magmáticos (Granito Caçapava) com enxofre derivado da lixiviação das meta-vulcanosedimentares da Formação Passo Feio. Os metais concentrados no depósito de Au da Bossoroca foram mobilizados durante o metamorfismo regional dinamotermal através da interação de fluidos de origem profunda que ascenderam através da pilha vulcanosedimentar extraindo Au e outros metais, e depositando-os em níveis crustais mais rasos em sítios estruturalmente favoráveis. A fonte do Pb determinada para o depósito de Au da Bossoroca é de origem profunda e corresponde a mesma fonte do magma de arco juvenil gerador das rochas vulcânicas do arco. Os isótopos de C-O mostram assinaturas compatíveis com uma fonte profunda para estes fluidos mineralizadores.

A avaliação geoquímica da bacia de drenagem do Rio Mampituba foi realizada através da aplicação de geoindicadores aliada ao uso dos isótopos de Sr e Pb como traçadores de fontes e processos. O presente estudo realizou uma investigação preliminar da distribuição espacial e sazonal de geoindicadores como a geoquímica das águas superficiais, dos solos e dos sedimentos de fundo para determinar as características naturais da bacia de drenagem. A utilização de ferramentas isotópicas permitiu traçar as principais fontes de proveniência do material presente nas águas. A geoquímica das águas superficiais revelou que o Rio Mampituba apresenta águas bicarbonatadas sódicas. Porém, na região do curso inferior, sob forte influência marinha devido à variação das marés, as águas assumem características cloretadas sódicas, temporariamente. A geoquímica dos solos e sedimentos de fundo revelaram que estes materiais sofreram já um processo de intemperismo químico de moderado a intenso, e são emriquecidos principalmente em Ti, Fe, Zn e Cu. A aplicação de isótopos de Sr através da razão 87Sr/86Sr nas águas, cujos valores variaram entre 0,7091 a 0,7131, revelaram que o material em suspensão apresenta a mesma fonte geoquímica, dependendo principalmente do intemperismo das rochas e escoamento dos solos, porém sofrendo uma forte influência das águas marinhas na regiao do curso inferior devido a variação das marés. Esta última é responsável pelos processos de homogeneização da razão isotópica de Sr para as águas do curso inferior da bacia. A aplicação dos isótopos de Sr nos solos e sedimentos de fundo, cujos valores estão dentro do intervalo de 0,7142 a 0,721, comprovam a natureza geoquímica oriunda dos basaltos e riolitos ocorrentes nas cabeceiras da bacia, além de providenciar razões isotópicas para ajudar a compôr o background natural da região. A aplicação de isótopos de Pb foram concordantes com os resultados obtidos para Sr. O cruzamento de ambos sistemas isotópicos, Sr x Pb, permitiu refinar os processos de erosão dentro da bacia, revelando que além das fontes geoquímicas naturais, uma terceira fonte poderia estar inlfuenciando a geoquímica dos solos e sedimentos de fundo da bacia. / The geochemistry of the drainage basin of the Mampituba River, in south Brazil, was evaluated by a coupled study of geoindicators and the use of Sr and Pb isotopes as tracers for sources and processes. This study performed a preliminary investigation of spatial and seasonal distribution of the geochemistry of surface waters, soils and bed sediments in order to determine the natural characteristics of the drainage basin. The use of isotopic tools allowed us to trace the major sources of the suspended material in the waters. The geochemistry of the surface waters revealed that the Mampituba River has sodic bicarbonated waters, although sea level variations caused by tides and atmospheric conditions can also play significant roles in the lower course and render the waters temporarily salty and sodic chlorinated. The CIA (chemical index of alteration) value of soil and bed sediments confirms that the Mampituba basin has undergone moderate to intense silicate weathering. The geochemical assessment of soils and bed sediments was carried out using enrichment factor, which showed that Ti, Fe, Zn and Cu are enriched. The Sr isotope ratios (87Sr/86Sr) in surface waters range from 0.709 to 0.7131. This difference can be attributed to the presence of volcanic rocks, which have a higher 87Sr/86Sr, and to the influence of marine waters in the study area. The first factor controlling the distribution of Sr isotope ratios is the bedrock distributed around the overall basin. Regional variation in the 87Sr/86Sr value shows that it is higher in the western basin, where volcanic rocks are distributed, and lower in the river mouth, under strong tidal influence. The 87Sr/86Sr plot for soils and bed sediments (0.7142 to 0.721) reveals more clearly the similarities of bedrocks. Secondly, this study shows the advantage of using two types of isotopic tracers (Sr, Pb) in examining surface processes in small catchments, and documenting the natural end-members. Sr isotopes give useful information on water movements. Lead isotopes confirm well the origin of the metals associated with the soil and bed sediments. Furthermore, the combination of both isotopic systems illustrate the facet of weathering and the major contribution of natural sources.

Resumo: Os sedimentos produzidos por erosão do solo e de drenagem urbana podem se acumular nos leitos dos rios, formando ilhas. Assim, obras de desassoreamento e limpeza devem ser realizadas para sua remoção, o que previne enchentes. Esses sedimentos devem ser convenientemente destinados de acordo com seu grau de contaminação. Os sedimentos do Rio Belém, Município de Curitiba, Paraná, Brasil, na Região do "Baixo Belém", foram removidos em 2010 com uso de máquinas. Eles foram depositados provisoriamente nas suas margens. Os materiais removidos das ilhas centrais e laterais do rio, bem como do fundo do rio e solo marginal foram denominados sedimentos. Sua destinação final foi avaliada neste trabalho com base na análise química preliminar de contaminantes inorgânicos e orgânicos. A ação antrópica nesta região foi avaliada para a escolha dos contaminantes a serem pesquisados. Os seguintes tipos de estabelecimentos na área de estudo foram identificados: indústrias em geral (22%), usinagem e tratamento de metais (11%), gráficas (21%), serviços automotivos (37%) e postos de combustíveis (10%). Os sedimentos foram depositados em seis áreas ao longo do rio Belém, sendo o ponto 1 mais afastado e o 6 mais próximo ao deságüe no rio Iguaçu. O teor de metais pesados (cádmio, chumbo, cobre, cromo, níquel, prata e zinco), hidrocarbonetos aromáticos polinucleados (PAH), carbono orgânico total e nitrogênio total foram avaliados nos seis pontos de deposição. Assim, os valores foram obtidos e comparados com referências legais e normativas, de modo a determinar a melhor forma de destinação final: solo (Decreto Municipal 1190/04 e Resolução CONAMA 420/09), material dragado (Resolução SMA 039/04), lodo de esgoto (Resolução CONAMA 375/06 e Instrução Normativa SDA 025/09), sedimento (Resolução CONAMA 344/04 e Atlas Geoquímico da Região de Curitiba) e resíduo sólido (NBR 10004). A avaliação química dos contaminantes auxiliou na decisão de melhor uso tecnicamente possível do sedimento. A alta concentração para chumbo (1495,11 mg/kg para o ponto 2, com 8.500 m³) e benzo(a)pireno (9,07 mg/kg para o ponto 3, com 7.500 m³) destes locais restringiu seu uso para preenchimento de containeres geotêxteis ou como cobertura de aterros de residuos perigosos. Os sedimentos do ponto 4 (17.700 m³) e do 5 (19.500 m³) foram os menos contaminados e poderiam ter um uso mais nobre; por exemplo, como material de preenchimento para fundações em estradas, ruas e ciclovias ou como material para recuperação de áreas contaminadas. Os sedimentos do ponto 1 (5.200 m³) e do 6 (18.300 m³) poderiam ser utilizados como cobertura em aterros de resíduos não-perigosos. A aplicação na agricultura não seria direta, pois os teores de carbono orgânico total e de nitrogênio total foram baixos. Análises físicas complementares devem ser realizadas para confirmar as destinações sugeridas. Assim, o maior volume de sedimentos removidos não deveria ser disposto em aterros, o que é uma limitação para o município. Mas, o sedimento pode ter um uso mais nobre. A metodologia empregada poderá ser utilizada em outras obras de desassoreamento do município, que poderá ser expandida para outros casos em municípios brasileiros.

As esmectitas são filossilicatos que possuem uma estrutura tipo 2:1, na razão de tetraedro:octaédro, com uma alta capacidade de troca de cátions (CTC) nas interlamelas. Por estas e outras características, as esmectitas têm sido usadas em diversas partes do mundo como barreiras geoquímicas secundárias para depósitos de rejeitos radioativos, com o objetivo de conter um possível vazamento dos radionuclídeos através de troca catiônica. O objetivo deste trabalho foi de estudar a troca de cátions na montmorilonita cálcica (esmectita dioctaédrica) por lantânio, para simular radionuclideos trivalentes, e estudar a estabilidade dessa estrutura em altas pressões e altas temperaturas. Para atingir-se pressões e temperaturas elevadas, foram utilizadas diferentes técnicas: DAC (diamond anvil cell), até 12GPa, com temperatura ambiente e prensas hidráulicas, com câmera do tipo toroidal, até 7,7GPa e 900ºC. O aquecimento é feito simultaneamente por um sistema elétrico acoplado à prensa. Os resultados mostram que a estrutura de esmectita dopada com lantânio permanece estável a pressões de até 12GPa, com temperatura ambiente e a 2.5GPa de pressão e 200ºC de temperatura, porém, acima de 300ºC nessa mesma pressão a estrutura colapsa e passa para uma fase tipo muscovita, rica em La, onde perde a água interlamelar e se torna irreversível. Com o aumento da temperatura, a nova fase passa a ter um melhor ordenamento e mantem-se estável a 7.7GPa/900ºC. Em todas as condições, a estrutura permaneceu dioctaédrica. A nova fase tipo muscovita rica em La, quando em contato com uma solução de cálcio, mantem-se parcialmente inalterada, enquanto outra parte retorna a estrutura montmorilonita-Ca de partida. Foram realizadas análises de difração de raios X (DRX), para verificar o ordenamento da estrutura, transformada de Fourier no infravermelho (FTIR), para obter informações quanto aos modos vibracionais, microscopia eletrônica de varredura com dispersão de raios-X (MEV-EDS), para obter uma análise composicional e microscopia eletrônica de transmissão (MET), para obter imagens com alta magnificação e alta resolução das amostras. / Smectites are phyllosilicates that have a tetrahedron: octahedron structure ratio of 2:1, with high cation exchange capacity (CEC) in the interlayers. For these and other features, smectites have been used in many parts of the world as secondary barriers with the goal of containing a possible leak of radioactive elements in final disposal facilities for radioactive waste through cation exchange. Our aim in this work is to reach the cation exchange in calcium montmorillonite (smectite dioctrahedral) by lanthanum to simulate trivalent radionuclides and to study the stability of this structure under high pressure and high temperature. To achieve high pressure it was used two different technique: DAC (Diamond Anvil Cell), achieving pressures up to 12GPa at room temperature and hydraulic press with a toroidal chamber profile to achieve pressures up to 7,7GPa and temperatures up to 900ºC. The heating is achieved simutaniously by an electric system coupled in the hydraulic press. The outcomes show that the smectite structure doped with lanthanum remains stable under 12GPa at room temperature and 2.5GPa at 200ºC. However, above 300ºC at 2.5GPa the structure becomes a new phase of muscovite-like, rich of La, where it loses its interlayer water and turns out to be irreversible. Furthermore, it is important to point out that the higher temperature the better ordered is the structure and it is still stable under 7.7GPa and 900ºC. Moreover, after all experiments the structure continues being dioctahedral. The new phase of muscovite-like, rich of La, in contact with a calcium solution remains partially unchanged, whereas the other part returns to the original structure (montmorillonite-Ca). The following analyses were performed: X-ray diffraction (XRD) for evaluating the spatial structure; Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) for getting information about the vibrational modes; scanning electron microscopy with dispersive Xray spectroscopy (SEM-EDS) to obtain a compositional analysis and transmission electrons microscopy (TEM) to get images with high magnification and high resolution from the samples.

A Antiforme Capané, localizada na porção norte do Complexo Metamórfico Porongos de idade Neoproterozóica, consiste de uma seqüência supracrustal metamorfisada sob condições de fácies xistos verdes na porção leste e anfibolito a oeste. O ambiente de formação deste complexo é ainda muito debatido. Sugestões envolvendo ambiente tipo back arc, margem passiva e rift continental já foram indicadas. Dados geoquímicos e isotópicos (Sm-Nd) foram obtidos para rochas metavulcânicas básicas, intermediárias e ácidas da Antiforme Capané. Quatro grupos foram diferenciados. Os grupos 1 e 2, compostos por rochas ácidas a intermediárias da porção centro-oeste da Antiforme, apresentam alto ETRL e LILE e baixo ETRP e HFSE, e εNd(t) variando de fortemente negativo nos termos mais ácidos (~-20) a fracamente negativo nos termos intermediários (-4), com TDM variando de paleo- a mesoproterozóica, sendo mais antiga nas rochas mais ácidas. Tais características podem estar relacionadas à maior participação de crosta nas rochas ácidas; O grupo 3, composto por etariolitos da porção leste, compartilha características litoquímicas com os primeiros, mas apresenta εNd(t) fracamente negativo (-2 a -4) e TDM mesoproterozóica, sugerindo variação na fonte mantélica. Estes três grupos são interpretados como originados a partir de vulcanismo associado a arco magmático. O grupo 4, composto por metabasaltos, apresenta composição litoquímica similar a OIB-MORB e assinatura isotópica juvenil, o que o correlaciona com o ofiolito descrito anteriormente na Antiforme. As rochas metavulcânicas da Antiforme Capané foram interpretadas como relictos de um arco magmático relacionado ao fechamento da paleobacia Porongos ocorrido pela convergência do bloco São Gabriel em direção ao Microcontinente Encantadas durante o Neoproterozóico. / The Capané Antiform, located in the north part of the Neoproterozoic Porongos Metamorphic Complex, is a supracrustal sequence metamorphosed under greenschist (eastern flank) to amphibolite (western flank) facies. The tectonic environment is still debatable. Back-arc, passive margin and continental rift have been suggested. Lithochemistry and Sm-Nd data were obtained for basic, intermediate and acid metavolcanic rocks from Capané Antiform. Four groups were recognized. The Groups 1 and 2, constituted by acid and intermediate rocks from the central and western part of the Antiform, show high LREE and LILE and low HREE and HFSE, and εNd(t) that varies from strongly negative (~-20) in acid rocks to moderately negative in basic rocks and TDM ages ranging from paleoproterozoic to mesoproterozoic respectively. These characteristics may be related to a major crust increment in the acid rocks; the Group 3, consists of metariolites from the eastern flank, shares litochemistry characteristics with the formers groups, but show εNd(t) slightly negative (-2 to -4) and mesoproterozoic TDM ages, which suggests differences in the mantle source; and the Group 4, constituted by metabasalts, shows litochemistry similarities with OIB-MORB compositions and has juvenile isotopic signature, which can link this group to the Antiform’s previous described ophiolite remains. The first three groups were interpreted as evolved from a magmatic arc, related to the closure of the Porongos paleobasin when the São Gabriel block converged with the Encantadas microcontinent during the neoproterozoic.

A região de back-arc continental da Patagônia oferece a oportunidade de estudar a composição do manto terrestre, pois amostras de xenólitos mantélicos trazidas à superfície por lavas basálticas. Ambas fornecem valiosas informações sobre a fonte, bem como dos processos metassomáticos que promovem heterogeneidades geoquímicas e isotópicas no manto subcontinental. Com o objetivo de compreender a gênese e a contribuição de agentes metassomáticos em amostras de xenólitos mantélicos e de basaltos alcalinos, o presente estudo reporta novos dados geoquímicos, idades K-Ar, isótopos de Sr-Nd-Pb e isótopos de gases nobres. Com base nas composições mineralógicas, geoquímicas e isotópicas (Sr-Nd-Pb), o primeiro manuscrito desta tese propõe dois novos grupos de basaltos datados do Cenozoico com assinatura intraplaca, Grupo I e Grupo II. A área de estudo está amplamente distribuída através do back-arc continental da Patagônia. Os basaltos do Grupo I são resultantes de baixos graus de fusão parcial (<3%) a partir de uma fonte astenosférica com flogopita estável na zona de estabilidade de granada-peridotitos (113-134 km) com razões isotópicas de Sr-Nd-Pb representativas de OIB depletado. Essas características sugerem que o vulcanismo intraplaca tem relação com anomalias composicionais (“wetspots”), o que poderia estar relacionado a uma anomalia térmica abaixo da Patagônia (TP = 1400-1563°C). Por outro lado, sugerimos que a fusão parcial (5-10%) de veios piroxeníticos próximos ao limite litosferaastenosfera (89-94 km) foram capazes de produzir as características geoquímicas e isotópicas de manto enriquecido (EMI) observadas nos basaltos do Grupo II sem a influência de anomalia térmica (TP = 1305-1364°C). Em geral, a quantidade de componentes derivados da placa diminui em direção à leste, refletindo variação geoquímica a partir da distância do arco vulcânico. O segundo manuscrito apresenta novos dados geoquímicos e isotópicos (Sr-Nd-Pb) de amostras de espinélio-lherzolitos e de seus basaltos hospedeiros. A área de estudo é representada por um fluxo de lava próximo à cidade de Coyhaique, back-arc chileno. Essa ocorrência é uma das mais próximas da margem convergente, estando a ~320 km da fossa do Chile. A idade K-Ar obtida para as amostras do basalto hospedeiro são de 54 Ma. Com base nos dados geoquímicos e isotópicos, esse basalto alcalino apresenta assinatura do tipo OIB (OIB-like), foi gerado a partir de baixos graus de fusão parcial (até 6%) dentro do campo de estabilidade da granada e, provavelmente, é o resultado da ressurgência astenosférica através da abertura de uma janela astenosférica como consequência da subducção da dorsal de Farallón-Aluk. Os espinélio-lherzolitos mostram características marcantes de metassomatismo relacionado à zona de subducção, tais como pronunciadas anomalias negativas de Nb-Ta-Ti. No entanto, com base nos dados geoquímicos e isotópicos, essas rochas requerem um SCLM heterogêneo, resultante da mistura entre um componente depletado (DMM ou PREMA) e até 15% de componentes derivados da placa oceânica de Aluk. O agente metassomatizante é representado por diferentes proporções de líquidos resultantes da fusão de sedimentos da fossa do Chile (até 60%) e de uma crosta oceânica modificada (mais de 40%). Por fim, o terceiro manuscrito é baseado em composições inéditas de gases nobres e em novas razões isotópicas de Sr-Nd-Pb de xenólitos mantélicos do Campo Vulcânico de Pali-Aike e de Gobernador Gregores. Os dados isotópicos de gases nobres indicam que o SCLM patagônico reflete a mistura entre o ar e dois membros finais mantélicos. Os peridotitos de Pali-Aike representam o SCLM desgaseificado e intrínseco com assinatura fortemente radiogênica/nucleogênica, como mostrado pelas elevadas razões de 4He/3He, 21Ne/22Ne, e 40Ar/36Ar comparadas à fonte de MORB. Em relação aos componentes mantélicos, os peridotitos de Gobernador Gregores representam uma mistura entre o SCLM (Pali-Aike) e o MORB. O metassomatismo de um componente do tipo MORB pode ser observado através das composições isotópicas de He e Ne, podendo ser tectonicamente explicado pela ressurgência do manto astenosférico em resposta à abertura de uma janela astenosférica abaixo da Patagônia como consequência da subducção da dorsal do Chile. Adicionalmente, essas rochas mostram composições depletadas de Sr-Nd-Pb e uma idade de 13,64 ± 0,83 Ma foi obtida através de uma isócrona de Rb-Sr baseada na composição isotópica da rocha-total, clinopiroxênio e flogopita. Esses dados representam a idade de formação da flogopita, que é um mineral essencial para determinar a idade do metassomatismo e sua potencial associação com eventos geotectônicos. Sendo assim, é possível relacionar a formação desse mineral com a colisão da dorsal do Chile contra a fossa do Chile e a subsequente abertura da janela astenosférica. / Patagonian continental back-arc offers the opportunity to study the mantle composition because of mantle xenoliths brought to the surface by basaltic lavas. Both provide valuable information about the mantle source, as well as metasomatic processes that promote geochemical and isotopic heterogeneities in the subcontinental mantle. In order to understand the mantle source and contribution of metasomatic agents in samples of mantle xenoliths and alkaline basalts, this study reports new geochemical data, K-Ar ages, Sr-Nd-Pb isotopes and noble gas isotopes. Based on mineralogical, geochemical and Sr-Nd-Pb isotope compositions, the first manuscript of this thesis suggests two new groups of Cenozoic Patagonian basalts with intraplate signatures, Group I and Group II. The studied area is widely distributed through Patagonian continental back-arc. Group I basalts results from small degrees of partial melting (<3%) of a phlogopite-bearing garnet peridotite mantle source at asthenospheric depths (113-134 km) with Sr-Nd-Pb isotopic ratios that represent a depleted OIB-like component. These features suggest a relation between intraplate volcanism and compositional anomalies (“wetspot”), which could be related to a thermal anomaly beneath Patagonia (TP = 1400-1563°C). On the other hand, partial melting (5-10%) of pyroxenite veins close to the lithosphere-asthenosphere boundary (89-94 km) were capable to produce the geochemical and isotopic features of enriched mantle component (EMI) of Group II basalts without thermal anomaly (TP = 1305- 1364°C). In general, the amount of slab components decreases eastward, reflecting across-arc geochemical variation. The second manuscript presents new geochemical and Sr-Nd-Pb isotopic data for spinel-lherzolites and its host basalt. The studied area is represented by a lava flow near Coyhaique, Chilean back-arc. This occurrence is one of the closest to the convergent margin, being ~320 km from the Chile trench. New K-Ar ages for host basalt yielded 54 Ma. Based on geochemical and isotopic data, this OIB-like alkaline basalt was generated by small degrees of partial melting (up to 6%) within the garnet stability field, probably resulting from asthenospheric upwelling through slab window within the subducting Farallón-Aluk spreading ridge. Spinel-lherzolites show marked features of subduction zone metasomatism, such as pronounced negative Nb-Ta-Ti anomalies. However, based on the geochemical and isotopic data, these rocks require a heterogeneous SCLM resulting from mixing between depleted component (DMM or PREMA) and up to 15% of slab-derived components associated to subduction of Aluk oceanic plate. The enriched component added to the SCLM was metasomatized by different extents of melts from subducted Chile trench sediments (up to 60%) and modified oceanic crusts (more than 40%). Finally, the third manuscript is based on inedited noble gas compositions and on new Sr-Nd-Pb isotopic ratios of mantle xenoliths from Pali-Aike Volcanic Field and Gobernador Gregores. Noble gas data indicate that Patagonian SCLM reflects a mixing between air and two mantle endmembers. Pali-Aike peridotites represent degassed and intrinsic SCLM with strongly radiogenic/nucleogenic signature by higher 4He/3He, 21Ne/22Ne, and 40Ar/36Ar ratios than MORB source. In terms of mantle components, GG peridotites represent a mixing between SCLM (Pali-Aike) and MORB. The metasomatism with MORB-like signature can be tectonically explained by asthenospheric mantle upwelling in response to the opening of a slab window beneath Patagonia because of Chile Ridge subduction. Additionally, these rocks show depleted Sr-Nd-Pb isotopic data and an age of 13.64 ± 0.83 Ma was obtained by Rb-Sr isochron including whole-rock, clinopyroxene and phlogopite. This data represents the formation age of phlogopite, which is a key mineral to determine the time of metasomatic imprint and its potential association with geotectonic events. Thus, it is possible to associate the formation of this mineral to collision of Chile Ridge against Chile trench, and the subsequent opening of slab window.