A number of ilmenite-rich heavy mineral deposits occur along the northern margin of the intracratonic Karoo basin, and are hosted by the fluvio-deltaic Middle Ecca Group. Coastal reworking of delta front sands within a regressive, microtidal shoreline may be considered as a depositional model for the development of the heavy mineral deposits. An economic analysis of titanium suggests long term positive demand, and sustained high prices for this commodity. An evaluation of the Dwarsfontein ilmenite-rich heavy mineral deposit, using available data, indicates how important it is for deposits of this type to be situated close to an upgrading plant or export harbour.

No description available.

Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2012. / ENGLISH ABSTRACT: Five areas proximal to the world class Namakwa Sands heavy mineral deposit have been studied and include the farms Houtkraal Remainder Portion 2, Houtkraal Remainder, Geelwal Karoo, Graauwduinen and Rietfontein. These are locally referred to as the satellite deposits and are sub-economic occurrences. The primary objective of the study was to quantify the mineralogy and mineral chemistry, determine the provenance of the heavy mineral suite and draw a comparison between the satellite deposits and the Namakwa Sands deposit from an exploratory point of view. Methodology used to achieve the above objectives included optical microscopy, Scanning Electron Microscope (SEM), Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS), Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy (QEMSCAN), X- Ray Fluorescence (XRF) and Zr-geothermometry of rutile. The five satellite areas contain the same heavy mineral suite but mineral proportions differ. The total heavy mineral population (THM) are diverse and consist of ilmenite and its alteration products (hydrated ilmenite, pseudorutile and leucoxene), magnetite, hematite, spinel, rutile, tourmaline, pyroxene, amphibole, garnet, aluminosilicates, staurolite, corundum, epidote, zircon, monazite and sphene. Ilmenite and garnet are the two most dominant heavy minerals present. The valuable heavy minerals (VHM) suite consists of ilmenite, zircon, rutile and leucoxene. The mineralogy of the satellite areas and chemistry of the ore minerals (rutile, zircon, ilmenite and leucoxene) are similar to the Namakwa Sands deposit. The whole spectrum of ilmenite alteration products (hydrated ilmenite, pseudorutile, and leucoxene) is present and allowed the quantitative use of the alteration index. The indices is low (22-24%) and indicates that the surficial deposits have formed under arid to semi-arid climatological conditions which preserved the pristine character of most of the minerals. This allowed reliable provenance studies using the characteristics of most of the heavy mineral suite, which showed that the minerals were derived from a diversity of source rocks. These included mainly medium to high-grade metamorphites and felsic intrusives of the underlying Mesoproterozoic Namaqualand Metamorphic Complex and a minor contribution from the Neoproterozoic Gariep Supergroup. This relationship indicates a limited transport distance from source to depositional basin. Mineral ratios in particular the THM-VHM relationship showed that the deposits located close to the shoreline such as Geelwal Karoo, Graauwduinen and Rietfontein have a relatively low proportion of valuable heavy minerals whereas those more inland such as Houtkraal Remainder Portion 2 and Houtkraal Remainder are close to unity. Heavy mineral concentration as such is low in the satellite areas and the mechanism to increase the concentration is clearly not only a function of distance from the present shoreline but is also topographically controlled. Steep sided linear depressions channelled the unconsolidated sediments and heavy minerals were upgraded into economic concentrations by aeolian processes. The quality of the valuable heavy minerals in the satellite areas however is similar to those of the adjacent Namakwa Sands deposit. This study has demonstrated that Houtkraal Remainder is the northeasterly continuation of the red aeolian sand (RAS) associated East Mine orebody and offers the best exploration potential. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Vyf areas proksimaal aan die Namakwa Sands swaar mineral afsetting is bestudeer en sluit in Houtkraal Remainder, Houtkraal Remainder Portion 2, Geelwal Karoo, Graauwduinen en Rietfontein. Hierdie areas word plaaslik na verwys as satelliet afsettings en is subekonomies. Die hoofdoel van hierdie studie was om die mineralogie en mineral chemie te kwantifiseer, die oorsprong van die swaar mineraal suite te bepaal asook n vergelyking te tref tussen die satelliet areas en die Namakwa Sands afsetting vanuit n verkennende eksplorasie oogpunt. Optiese mikroskopie, SEM, LA-ICP-MS, QEMSCAN, XRF en die Zr-geotermometer van rutiel is gebruik om bostaande doele te bereik. Die vyf satellite areas bestaan uit dieselfde swaar minerale maar mineral proporsies verskil. Die totale swaar mineraal populasie is divers en bestaan uit ilmeniet en ilmeniet se veranderingsprodukte (gehidreerde ilmeniet, pseudorutiel en leukokseen), magnetiet, hematiet, spinel, rutiel, toermalyn, pirokseen, amfibool, granaat, aluminiumsilikate, stauroliet, korund, epidoot, sirkoon, monasiet and sfeen. Ilmenite en granaat is die twee mees dominante swaar minerale teenwoordig. Die waardevolle swaar mineraal populasie bestaan uit ilmeniet, rutiel, sirkoon en leukokseen. Die mineralogie van die satelliet areas en die chemie van die erts minerale (rutiel, sirkoon, ilmeniet en leukokseen) is dieselfde as die van die Namakwa Sands afsetting. Die hele spektrum ilmeniet veranderingsprodukte is teenwoordig en het die kwantitatiewe gebruik van die alterasie indeks toegelaat. Die alterasie indekse is laag (22-24%) en dui aan dat die oppervak afsettings gevorm het tydens droë tot semi droë toestande wat die eertydse karakter van meeste minerale bewaar het. Deurdat die karakter van meeste minerale behoue gebly het, kon provenans studies toegepas word op die swaar mineraal suite. Provenans studies het aangedui dat die swaar minerale afkomstig is van n verskeidenheid van bron gesteentes. Dit sluit in medium tot hoë graad metamorfe gesteentes en felsiese intrusies van die Mesoproterosoïese Namakwaland Metamorfiese Kompleks met n geringe bydrae van die Neo Proterosoïese Gariep Supergroep. Hierdie verhouding dui n beperkte vervoer afstand aan vanaf die bron tot by die afsettings omgewing. Mineraal vehoudings spesifiek die totale swaar mineraal-waardevolle swaar mineraal verhoudings dui aan dat afsettings na aan die kus soos Geelwal Karoo, Graauwduinen en Rietfontien n lae inhoud van waardevolle swaar minerale het teenoor afsettings soos Houtkraal Remainder Portion 2 en Houtkraal Remainder wat meer land in is met verhoudings na aan eenheid. Swaar mineral konsentrasie is laag in die satellite areas en die meganisme verantwoordelik vir die toename in konsentrasie is nie net n funksie van die afstand van die bestaande kuslyn nie maar word ook deur topografie beheer. Steil sydige lineêre depressies kanaliseer die ongekonsolideerde sediment en swaar minerale en word opgradeer tot ekonomiese konsentrasies deur wind prossese. Die kwaliteit van die waardevolle swaar minerale in die satelliet areas is egter dieselfde as die van die aangrensende Namakwa Sands afsetting. Hierdie studie het gewys dat Houtkraal Remainder is die noordelike voortsetting van die Rooi Aeoliese Sand geassosieerde Oos Myn ertsliggam en bied die beste eksplorasie potensiaal.

O rio Madeira é um dos principais afluentes da margem direita do rio Amazonas, porém este rio é ainda pouco estudado no âmbito de sua proveniência sedimentar. Deste modo este trabalho busca sugerir as rochas fontes dos sedimentos das areias holocênicas que compõem as barras fluviais ativas do baixo curso dorio Madeira, desde as proximidades da cidade de Porto Velho, próximo a divisa do estado de Rondônia e Amazonas, até sua jusante no rio Amazonas. Para tal, foram realizadasas análises granulométrica, mineralogias essencial e de minerais pesados, tipologias de zircão, andaluzita e quartzo e índice rutilo-zircão. As areias do rio Madeira possuem granulometria nas frações areia fina e média, sendo a fina pobremente selecionada e a média bem selecionada, com a granulação média ocorrendo entre os afluentes Ji-Paraná, Manicoré e Aripuanã. A análise de minerais pesados transparentes não micáceos demonstra uma assembleia mineralógica principal composta de andaluzita, zircão, hornblenda, estaurolita, epídoto, turmalina, rutilo e granada. Com menor frequência ocorrem clinopiroxênios (principalmente augita), ferrisilita, titanita, gedreita-antofilita e sillimanita, além de dumortierita, cassiterita, topázio, espinélio e monazita como traço, sendo os três primeiros os mais abundantes. O anfibólio mais comum é a hornblenda, sugestiva de fontes ígneas e cujas maiores ocorrências começam após a entrada do rio Ji-Paranáno Madeira, o que assinala nova contribuição de fontes mais máficas a aquelas vindas de montante junto aos minerais ferricilita e augita, que denotam fontes de rochas vulcânicas e que podem se tratar de remanescentes vindos da cordilheira andina. Esta nova injeção de anfibólios pode estar associada à Suíte Intrusiva Serra da Providência e Complexo Jamari. A andaluzita é predominante ao longo do rio com 100% de frequênciade ocorrência e valores médios de 52% em areia fina e 22% em areia muito fina, com prevalência de grãos límpidos (metamorfismo regional e/ou hidrotermal) e indício de fontes no Cráton Amazônico para quiastolíticas (metamorfismo de contato) após a entrada do afluente Mancoré. Nesta mesma região grãos euédricos a subédricos de andaluzita, soma 93% em areia fina, o que revela proximidade de sua fonte. Os dados obtidos neste trabalho mostram que este mineral esta constantemente sendo introduzido na carga sedimentar fluvial do rio Madeira, porém a referencia deste mineral nas rochas do sudeste do Cráton Amazônico, da Cordilheira Central e da bacia antepaís andina são escassos, o que dificulta a determinação da origem deste mineral.. A tipologia de zircão mostrou grande quantidade de grãos euédricos e grãos angulosos, com pequeno predomínio de grãos arredondados, que correspondem a mais de 50%. Estes dados mostram contribuição de rochas sedimentares e metassedimentares, como a Formação Içá e o Grupo Alto Tapajós, além dereforçar a contribuição ígnea, como as rochas que ocorrem à montante do Madeira e ao longo de seus afluentes nos estados de Rondônia e Amazonas. Os valores obtidos no RZi não demonstram mudanças fortes de fontes de sedimentos. As fontes sugeridas ganham reforço na identificação de fragmentos de rochas como granitóides, micaxistos, quartzitos e arenitos, que indicam diretamente a rocha de origem e mostram que as fontes do rio Madeira são poligenéticas. A quantificação dos grãos de quartzo (Q), feldspato (F) e fragmentos de rocha (L), demonstram que as areias deste rio são arcóseos, com forte contribuição de fontes ígneas e meta-ígneas. O resultado deste trabalho demonstra que a assembleiade minerais pesados do rio Madeira diferencia-se das comumente descritas para o sistema Solimões-Amazonas, sendo marcado pela presença abundante da andaluzita e este mineral é um indicador da contribuição do Madeira na carga sedimentar do rio Amazonas. A proveniência dessas areias holocênicas está relacionada não apenas aos sedimentos vindos dos Andes e bacias de antepais, como também aos detritos trazidos por seus tributários rios Ji-paraná, Manicoré e Aripuanã que predominam na margem direita no baixo curso deste rio, e que drenam rochas do Cráton Amazônico e da cobertura sedimentar cenozóica que as recobrem. / The Madeira River is a major tributary of the Amazon River on the right bank, however its sediment provenance is still little studied. Therefore, this paper aims to suggest the source rocks of the Holocene sands that make up the activebars of the lower Madeira River, from near the city of Porto Velho, located close to the border of the states of Rondônia and Amazonas, to the Madeira River downstream, in the Amazon River. To this end, we conducted grain size analysis, major and accessory mineral analysis, varietal study of zircon, andalusite and quartz, and determined the Rutile-Zircon index (RZi). The sands of the Madeira River are fine- to medium-grained. The fine-grained sand is poorly sorted, whereas the medium-grained sand is well sorted and occurs among the Ji-Paraná, Manicoré and Aripuanã affluents. Analysis of non-micaceous transparent heavy minerals shows an mineral assemblage consisting mainly of andalusite,zircon, calcic amphiboles (mostly hornblende), staurolite, epidote, tourmaline, rutile and garnet. Clinopyroxenes (mostly augite), ferrosilite, titanite, gedrite-anthophyllite and sillimanite are less common, with trace amounts of dumortierite, cassiterite, topaz, spinel and monazite, the first three being the most abundant. The most common amphibole is hornblende, which is indicative of igneous origin. Large amounts of hornblende occur after the Ji-Paraná River flows into the Madeira River, indicating the new contribution of mafic rocks to the contribution coming from upstream, with minerals of ferricilita and augite which may be indicates new contribuition of mafic sources to those coming fromthe Andes. This new injection of Amphibole may be associated with the Serra da Providência Intrusive Suite and the Jamari Complex. Andalusite predominates along the whole Madeira River, and the average percentages of this mineral are 52% and 22% in fine-grained and very fine-grained sand, respectively, with prevalecence of clear grains of andalusite (regional and/or hydrothermal metamorphism), and indication of sources in Amazon Craton to chiastolite (contact metamorphism) after entry of the affluente Manicorériver. In this region, grains of andalusite sum 93% in fine-grained sand, which indicates proximity to the source. The data shows that this mineral is constantly being introducted in the fluvial sediment load of the Madeira River, but the reference of the andalusite in the rocks of southeastern Amazon Craton, the Central Cordillera and foreland basin of Andean are scarce. This fact difficult to determine the origin of this mineral. Zircon varietal study shows large amounts of euhedral and angular grains, with a slight predominance of rounded grains, which account for over 50% of the grains. This data shows the contribution of sedimentary and metasedimentary rocks, such as the Içá Formation and the Alto Tapajós Group, and enhances the contribution of igneous rocks, such asthe rocks present along the Madeira River in the Rondônia State and the rocks carried by its tributaries. RZi index shows no considerable changes in sediment sources. The sources suggested here are reinforced by the identification of fragments of rocks, such as granitoids, mica-schists, quartzites and sandstones, which directly indicate the source rocks and show that the source rocks of the Madeira River are not limited to a single rock. Thequantification of quartz (Q) and feldspar (F) grains, and rock fragments (L) shows that the sands of this river are arcosean sands with a strong contribution from igneous and meta-igneous sources. The results of this study show that the heavy minerals assemblage of the Madeira River differs from those described for the Solimões-Amazon system, marked by minerals of andalusite as an indicator of the contribution of the Madeira River to the sediment load of the Amazon River. The sources of these Holocene sands is not associated only with the sediments coming from the Andes and foreland basin, as well as the debris carried by its major tributaries (Ji-Paraná, Manicoré and Aripuanã Rivers), which are more numerous on the right bank of the Madeira River and drain parts ofthe Amazon Craton and the Cenozoic sedimentary cover.

O mapeamento geológico dos depósitos siliciclásticos aflorantes nas bacias marginais do nordeste brasileiro tem gerado um alto volume de designações estratigráficas ainda abertas às discussões. No intuito de subsidiar a resolução deste problema cartográfico foi escolhida a parte emersa da Bacia Paraíba, mais especificamente as sub-bacias Alhandra e Mirirí. Para isto foi realizada a caracterização mineralógica e petrográfica dos arenitos cenozóicos da Bacia Paraíba, com vistas a identificação de critérios discriminadores entre os diversos depósitos siliciclásticos aflorantes. Derivado deste processo é acrescentado o reconhecimento das áreas fontes desses arenitos e suas implicações na evolução do Cenozóico da Bacia Paraíba. Análises laboratoriais incluíram análises granulométricas, de minerais pesados e morfológica de grãos em 134 amostras de superfície e subsuperfície. Foram estudadas também 5 seções delgadas para testar a petrografia sedimentar como ferramenta no auxílio do mapeamento geológico. A identificação dos minerais pesados transparentes foi feita através microscópio petrográfico, com quantificação dos principais minerais transparentes (100 grãos/lâmina), além de várias contagens independentes (100 grãos/lâmina) das relações transparentes/opacos, do par rutilo/zircão e sobre as formas e grau de arredondamento de zircão e turmalina. Em superfície foram mapeadas como unidades siliciclásticas de base para topo a Formação Barreiras (Mioceno), Depósitos Pós-Barreiras I (Neopleistoceno) e Depósitos Pós-Barreiras II (Holoceno). Em subsuperfície, o furo estudado atravessa toda seção cenozóica e mesozóica, inclusive as unidades basais da bacia, as formações Beberibe e Itamaracá. A mineralogia acessória é dominada por minerais opacos com porcentagens superiores a 60% em todas as unidades. Em toda sucessão cenozóica, as assembléias de minerais transparentes são muito homogêneas e apresentam como minerais principais zircão, turmalina, cianita e rutilo e, subordinadamente, estaurolita, andaluzita, topázio e anfibólios cálcicos. Ocorrem como traços sillimanita, epidoto, monazita e granada. Em subsuperfície, no entanto, na unidade basal é reportada a existência de granada como mineral principal. A análise de formas de zircão e turmalina permitiu diferenciar, tanto em superfície como em subsuperfície, os depósitos estudados. Em termos gerais, existe um maior grau de arredondamento das formas de zircão e turmalina na direção do topo das unidades. Os dados de petrografia, ainda que poucos, apontam diferenças texturais, composicionais e inclusive diagenéticas entre os arenitos aflorantes na bacia. Esta ferramenta mostrou-se promissora para a caracterização das unidades da bacia. A mineralogia acessória em superfície não permite diferenciar as unidades aflorantes, mas, em subsuperfície, mostra que a Formação Beberibe tem uma assinatura de granada que a caracteriza muito bem e permite concluir, de maneira categórica, que esta unidade não aflora na área estudada. Os resultados do estudo de formas em zircão e principalmente em turmalina permitem diferenciar as unidades aflorantes pelo grau de arredondamento dos grãos, o que evidencia uma reciclagem sedimentar inclusive das unidades cretáceas. Este dado é reproduzível em subsuperfície, onde as categorias euédricas concentram-se nas unidades basais. Assim, considera-se que as principais fontes para os depósitos cenozóicos são resultantes do retrabalhamento de unidades sedimentares preexistentes, e subordinadamente, de fontes primárias relacionadas às rochas metamórficas da Zona Transversal da Província Borborema. / The geologic mapping of siliciclastic deposits which outcrop in the marginals basins of Brazilian northeast have generated a high volume of stratigraphic designations that are opened to actual discussions. In order to solve this cartographic problem, the emerging part of the Paraiba basin was chosen, specifically the sub-basins of Alhandra and Mirirí. For this reason were realized the mineralogic and petrographic characterizations of the Cenozoic sands and sandstones of the Paraiba Basin, with the purpose of identifying the discriminating criteria between the diverse siliciclastic deposits. Additionally were realized the recognition of the sandstones´ source areas and its implications in the evolution of the Paraíba Basin in the Cenozoic times. The laboratory analysis included heavy minerals, granulometric, morphology from grains in 134 surface and subsurface samples. Five thin sections were studied to testify the sedimentary petrography as a tool for geological mapping. The identify of heavy minerals was done under petrographic microscope for species descriptions, with counting of 100 grains per slide. Several independent counts (100 grains/slide) of the ratio transparent/opaque, the rutile/zircon index and shape and grain roundness of the zircon and tourmaline were also done. On the geological mapping, the siliciclastic units were considered, from the base to the top, Barreiras Formation (Miocene), deposits Post-Barreiras I (Neopleistocene) and deposits Post-Barreiras II (Holocene). On subsurface, the drill hole studied crosses through the whole Cenozoic and Mesozoic stratigraphy of the basin, including the basal units (Beberibe and Itamaracá formations). The accessory mineralogy is dominated by opaque heavy minerals with higher percentages than 60% in all units. In the whole Cenozoic succession, the assembly of transparent heavy minerals is very homogeneous and is essentially composed by zircon, tourmaline, kyanite and rutile, containing also staurolite, andalusite, topaz and calcic amphibole subordinately. Sillimanite, epidote, monazite and garnet occur as a trace minerals. Otherwise, on subsurface, garnet is reported as a principal mineral in the basal unit. The analysis of zircon and tourmalines shapes allowed to distinguish all the studied deposits. In general, the grade of roundness in grains of zircon and tourmaline increases to the top of succession. The petrografic data showed textural, compositional and diagenetic differences between the cropping out sands - sandstones of the basin. This tool seemed to be a promising to characterize the stratigraphic units of Paraíba Basin. The accessory mineralogy permitted to distinguish the Beberibe Formation, which is well characterized by the presence of garnet. On the other hand, the absence of garnet in the described sandstones let to conclude the Beberibe Formation not exposed in the mapped area. The data from shape studies in grains of zircon and tourmaline allowed to differentiate the cropping out units by the roundness grade, evidencing a sedimentary recycling, including the Cretaceous units. This data is reproducible on subsurface samples where the euedrical categories are concentrated on the basal units. At last, the main sources of the Cenozoic deposits are considered to be reworked preexistence sedimentary units, and subordinately, the primary sources comprise the metamorphic rocks from Transversal Zone of Borborema Province.

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Pleistocene New Jersey shelf sedimentology is strongly influenced by glacially driven sea level changes. A combination of regressive shoreline processes, subaerial exposure, fluvial downcutting, and deposition and reworking during transgression has influenced the NJ shelf sediment composition. Sediment provenance and transport history may be determined on a shelf environment through analysis of grain size distribution, heavy mineral content, magnetic mineral concentrations, and isotopic dating methods. A combination of surface grab and stratigraphic samples were analyzed within the study area. Relatively high percentages of heavy minerals were found in the 2 phi and 3 phi size fractions and hornblende grains provided K-Ar age values indicating two groups of sediment sources. The first source is Grenville with apparent ages above 900 Ma deposited during marine OIS 1. The second source is a mixed assemblage of Grenvillian and Paleozoic sources deposited during marine OIS 3, with apparent ages of approximately 850 ± 20 Ma.

Thesis (MSc)--University of Stellenbosch, 2006. / Bibliography. Also available via the Internet.

Esta dissertação trata do estudo da assembléia de minerais pesados para a determinação da proveniência dos depósitos de areia inconsolidados do Rio Jacuí e seus principais afluentes, congregando principalmente as bacias hidrográficas do Baixo Jacuí e do Vacacaí-Vacacaí Mirim. O Rio Jacuí é o maior rio do estado do Rio Grande do Sul e, apesar da sua importância para o mercado de mineração de areia, pouco se sabe a respeito das áreas-fonte que contribuem para estes depósitos e das principais rotas de distribuição das mesmas. A análise de minerais pesados é uma importante ferramenta utilizada na investigação de sedimentos, pois a diversidade e ocorrência de paragêneses diagnósticas de rochas-fonte particulares tornam esta técnica a mais sensível e precisa, aplicada aos estudos de proveniência sedimentar. A amostragem de sedimentos ativos foi realizada em 19 pontos da bacia de drenagem. Separou-se a fração de areia fina e muito fina para a obtenção dos concentrados de minerais pesados. Os principais minerais pesados translúcidos identificados são: granada, turmalina, hornblenda, zircão, apatita, epidoto e estaurolita, e minoritariamente rutilo, piroxênio, cianita, silimanita, andaluzita, titanita, actinolita e tremolita. O principal piroxênio identificado foi o hiperstênio. Os minerais opacos principais identificados foram: magnetita, ilmenita, hematita e, ocasionalmente pirita. Os resultados demonstram que as principais áreas-fonte que contribuem na composição dos sedimentos do Rio Jacuí são o Escudo Sul- Riograndense, cujos sedimentos são trazidos através de afluentes, localizados a sul, e as rochas sedimentares da Bacia do Paraná. As rochas das formações Serra Geral e Tupanciretã contribuem minoritariamente como fonte de sedimentos arenosos nos pontos estudados. A redução pequena, mas consistente do índice ATi, nas amostras coletadas no Rio Jacuí, em direção à jusante do rio, indica a atuação do intemperismo ácido sobre os grãos de apatita. Um padrão semelhante é identificado no índice GZi indicando dissolução parcial da granada devido ao intemperismo. O índice ZTR baixo (< 12) mantém-se praticamente inalterado ao longo do curso principal do Jacuí, demonstrando uma forte contribuição de sedimentos trazidos pelos afluentes do rio. O índice de arredondamento da apatita, consistentemente baixo, também não possui grandes variações (6 – 12, exceto em uma amostra), corroborando esta hipótese. Desta forma, estes índices representam a assinatura de minerais pesados do Rio Jacui e podem ser utilizados para avaliar a contribuição dos sedimentos do rio no preenchimento da porção mais jovem da bacia de Pelotas. / This monography focus on heavy mineral analysis apply to provenance studies of unconsolidated sand deposits of Jacui River and his main afluents, evolving the hydrographic basins of Baixo Jacui and Vacacai-Vacacai Mirim. The Jacui River is the major river of Rio Grande do Sul state and despite his importance for the aggregate mineral industry, very low attention has been concentrated in knowledge of source-areas and the main routes of sand distribution. The heavy mineral analysis is an important tool used in sedimentologic investigations, because the diversity and diagnostic paragenesis found in specific source rocks make the analysis of heavy minerals the most sensitive and robust technique for provenance studies. Sampling of load sediments was done in 19 spots along the drainage basin. Fine to very fine sand fraction was split-out in order to obtain the heavy mineral portion. The main heavy mineral assemblage identified are: garnet, tourmaline, hornblende, zircon, apatite, staurolite, and minor rutile, pyroxene, kyanite, sillimanite, andaluzite, titanite, actinolite and tremolite. The principal pyroxene is hypersthene. The identified opaque minerals are magnetite, ilmenite, hematite and pyrite. Results indicate that the main source-area for unconsolidated sands of Jacui River is the Rio Grande do Sul Shield through his afluents coming from south Jacui river margin. Sedimentary rocks from Parana basin formations are also important source-area for unconsolidated river sands. Volcanic rocks from Serra Geral and sedimentary fluvial rocks from Tupanciretã formations source-areas show minor contribution. The low but consistent decreasing of ATi index, in samples from main course Jacui River, going to jusante direction, indicates acid weathering on apatite grains. Similar pattern is observed in the GZi index which indicates partial dissolution of garnet due to weathering action. The low ZTR index (< 12) is virtually conserved along the main course of Jacui River showing a strong contribution of sediments coming from the river afluents. The rounded apatite index, consistently low, also is almost constant (Ari = 6-12, except one sample) and agrees with that idea. Further, the heavy minerals signature of Jacui River would help to better understand the provenance and filling of young section of Pelotas marginal basin.

Esta dissertação trata do estudo da assembléia de minerais pesados para a determinação da proveniência dos depósitos de areia inconsolidados do Rio Jacuí e seus principais afluentes, congregando principalmente as bacias hidrográficas do Baixo Jacuí e do Vacacaí-Vacacaí Mirim. O Rio Jacuí é o maior rio do estado do Rio Grande do Sul e, apesar da sua importância para o mercado de mineração de areia, pouco se sabe a respeito das áreas-fonte que contribuem para estes depósitos e das principais rotas de distribuição das mesmas. A análise de minerais pesados é uma importante ferramenta utilizada na investigação de sedimentos, pois a diversidade e ocorrência de paragêneses diagnósticas de rochas-fonte particulares tornam esta técnica a mais sensível e precisa, aplicada aos estudos de proveniência sedimentar. A amostragem de sedimentos ativos foi realizada em 19 pontos da bacia de drenagem. Separou-se a fração de areia fina e muito fina para a obtenção dos concentrados de minerais pesados. Os principais minerais pesados translúcidos identificados são: granada, turmalina, hornblenda, zircão, apatita, epidoto e estaurolita, e minoritariamente rutilo, piroxênio, cianita, silimanita, andaluzita, titanita, actinolita e tremolita. O principal piroxênio identificado foi o hiperstênio. Os minerais opacos principais identificados foram: magnetita, ilmenita, hematita e, ocasionalmente pirita. Os resultados demonstram que as principais áreas-fonte que contribuem na composição dos sedimentos do Rio Jacuí são o Escudo Sul- Riograndense, cujos sedimentos são trazidos através de afluentes, localizados a sul, e as rochas sedimentares da Bacia do Paraná. As rochas das formações Serra Geral e Tupanciretã contribuem minoritariamente como fonte de sedimentos arenosos nos pontos estudados. A redução pequena, mas consistente do índice ATi, nas amostras coletadas no Rio Jacuí, em direção à jusante do rio, indica a atuação do intemperismo ácido sobre os grãos de apatita. Um padrão semelhante é identificado no índice GZi indicando dissolução parcial da granada devido ao intemperismo. O índice ZTR baixo (< 12) mantém-se praticamente inalterado ao longo do curso principal do Jacuí, demonstrando uma forte contribuição de sedimentos trazidos pelos afluentes do rio. O índice de arredondamento da apatita, consistentemente baixo, também não possui grandes variações (6 – 12, exceto em uma amostra), corroborando esta hipótese. Desta forma, estes índices representam a assinatura de minerais pesados do Rio Jacui e podem ser utilizados para avaliar a contribuição dos sedimentos do rio no preenchimento da porção mais jovem da bacia de Pelotas. / This monography focus on heavy mineral analysis apply to provenance studies of unconsolidated sand deposits of Jacui River and his main afluents, evolving the hydrographic basins of Baixo Jacui and Vacacai-Vacacai Mirim. The Jacui River is the major river of Rio Grande do Sul state and despite his importance for the aggregate mineral industry, very low attention has been concentrated in knowledge of source-areas and the main routes of sand distribution. The heavy mineral analysis is an important tool used in sedimentologic investigations, because the diversity and diagnostic paragenesis found in specific source rocks make the analysis of heavy minerals the most sensitive and robust technique for provenance studies. Sampling of load sediments was done in 19 spots along the drainage basin. Fine to very fine sand fraction was split-out in order to obtain the heavy mineral portion. The main heavy mineral assemblage identified are: garnet, tourmaline, hornblende, zircon, apatite, staurolite, and minor rutile, pyroxene, kyanite, sillimanite, andaluzite, titanite, actinolite and tremolite. The principal pyroxene is hypersthene. The identified opaque minerals are magnetite, ilmenite, hematite and pyrite. Results indicate that the main source-area for unconsolidated sands of Jacui River is the Rio Grande do Sul Shield through his afluents coming from south Jacui river margin. Sedimentary rocks from Parana basin formations are also important source-area for unconsolidated river sands. Volcanic rocks from Serra Geral and sedimentary fluvial rocks from Tupanciretã formations source-areas show minor contribution. The low but consistent decreasing of ATi index, in samples from main course Jacui River, going to jusante direction, indicates acid weathering on apatite grains. Similar pattern is observed in the GZi index which indicates partial dissolution of garnet due to weathering action. The low ZTR index (< 12) is virtually conserved along the main course of Jacui River showing a strong contribution of sediments coming from the river afluents. The rounded apatite index, consistently low, also is almost constant (Ari = 6-12, except one sample) and agrees with that idea. Further, the heavy minerals signature of Jacui River would help to better understand the provenance and filling of young section of Pelotas marginal basin.