No description available.

The purpose of this thesis is the atomic-scale simulation of the crystal-chemical and physical (phonon, energetic) properties of some strategically important minerals for structural ceramics, biomedical and petrological applications. These properties affect the thermodynamic stability and rule the mineral-environment interface phenomena, with important economical, (bio)technological, petrological and environmental implications. The minerals of interest belong to the family of phyllosilicates (talc, pyrophyllite and muscovite) and apatite (OHAp), chosen for their importance in industrial and biomedical applications (structural ceramics) and petrophysics. In this thesis work we have applicated quantum mechanics methods, formulas and knowledge to the resolution of mineralogical problems ("Quantum Mineralogy”). The chosen theoretical approach is the Density Functional Theory (DFT), along with periodic boundary conditions to limit the portion of the mineral in analysis to the crystallographic cell and the hybrid functional B3LYP. The crystalline orbitals were simulated by linear combination of Gaussian functions (GTO). The dispersive forces, which are important for the structural determination of phyllosilicates and not properly con-sidered in pure DFT method, have been included by means of a semi-empirical correction. The phonon and the mechanical properties were also calculated. The equation of state, both in athermal conditions and in a wide temperature range, has been obtained by means of variations in the volume of the cell and quasi-harmonic approximation. Some thermo-chemical properties of the minerals (isochoric and isobaric thermal capacity) were calculated, because of their considerable applicative importance. For the first time three-dimensional charts related to these properties at different pressures and temperatures were provided. The hydroxylapatite has been studied from the standpoint of structural and phonon properties for its biotechnological role. In fact, biological apatite represents the inorganic phase of vertebrate hard tissues. Numerous carbonated (hydroxyl)apatite structures were modelled by QM to cover the broadest spectrum of possible biological structural variations to fulfil bioceramics applications. / Scopo della presente tesi di dottorato è la simulazione su scala atomica delle proprietà cristallochimiche e fisiche di alcuni minerali di importanza strategica per applicazioni ceramiche strutturali, biomediche e petrologiche. Tali proprietà influenzano le caratteristiche di stabilità termodinamica e guidano fenomeni all’interfaccia minerale-ambiente, con importanti ricadute economiche, (bio)tecnologiche, petrologiche e ambientali. I minerali di interesse appartengono alla famiglia dei fillosilicati (talco, pirofillite e muscovite) e delle apatiti (idrossiapatite), scelti per la loro importanza in ambito industriale, biomedico e petrofisico. In questo lavoro di tesi abbiamo applicato metodi, formule e conoscenze della meccanica quantistica a problemi di natura mineralogica (“Mineralogica Quantistica”). L’approccio teorico scelto è la Density Fuctional Theory (DFT), adoperata insieme a condizioni periodiche al contorno per limitare la porzione di minerale in analisi alla sola cella cristallografica e al funzionale ibrido B3LYP. Gli orbitali cristallini sono stati simulati mediante una combinazione lineare di funzioni gaussiane (GTO). Le forze dispersive, importanti per la determinazione strutturale dei fillosilicati e non propriamente considerate dal metodo DFT puro, sono state incluse mediante una correzione semi-empirica. Inoltre, sono state calcolate le proprietà fononiche e meccaniche. L’equazione di stato, sia in condizioni atermiche, sia in un ampio intervallo di temperature, è stata ricavata mediante variazioni dei volumi di cella e approssimazione quasi-armonica. Alcune proprietà termo-chimiche dei minerali (capacità termiche isocora e isobara) sono state calcolate, in quanto di notevole importanza in ambito applicativo. Per la prima volta sono forniti grafici tridimensionali relativi a queste proprietà a diverse pressioni e temperature. L’idrossiapatite è stata studiata dal punto di vista strutturale e fononico per il ruolo ricoperto dal minerale in ambito biotecnologico. Infatti, l’apatite biologica rappresenta la fase inorganica dei tessuti duri degli organismi vertebrati. Sono stati realizzati numerosi modelli di (idrossi)apatite carbonatata per coprire il più ampio spettro di possibili variazioni strutturali biologiche per applicazioni bioceramiche.

The surface properties of minerals have important implications in geology, environment, industry and biotechnology and for certain aspects in the research on the origin of life. This research project aims to widen the knowledge on the nanoscale surface properties of chlorite and phlogopite by means of advanced methodologies, and also to investigate the interaction of fundamental biomolecules, such as nucleotides, RNA, DNA and amino acid glycine with the surface of the selected phyllosilicates. Multiple advanced and complex experimental approaches based on scanning probe microscopy and spatially resolved spectroscopy were used and in some cases specifically developed. The results demonstrate that chlorite exposes at the surface atomically flat terraces with 0.5 nm steps typically generated by the fragmentation of the octahedral sheet of the interlayer (brucitic-type). This fragmentation at the nanoscale generates a high anisotropy and inhomogeneity with surface type and isomorphous cationic substitutions determining variations of the effective surface potential difference, ranging between 50-100 mV and 400-500 mV, when measured in air, between the TOT surface and the interlayer brucitic sheet. The surface potential was ascribed to be the driving force of the observed high affinity of the surface with the fundamental biomolecules, like single molecules of nucleotides, DNA, RNA and amino acids. Phlogopite was also observed to present an extended atomically flat surface, featuring negative surface potential values of some hundreds of millivolts and no significant local variations. Phlogopite surface was sometimes observed to present curvature features that may be ascribed to local substitutions of the interlayer cations or the presence of a crystal lattice mismatch or structural defects, such as stacking faults or dislocation loops. Surface chemistry was found similar to the bulk. The study of the interaction with nucleotides and glycine revealed a lower affinity with respect to the brucite-like surface of chlorite.

Las metalocarboxipeptidasas (MCP) de la familia M14 catalizan la hidrólisis de aminoácidos del C-terminal de proteínas y péptidos. Nuestro grupo describió la subfamilia M14D o carboxipeptidasas citosólicas (CCP) a partir de búsquedas genómicas de secuencias aminoacídicas similares a CCP1 o Nna1 (Nervous system nuclear protein induced by axotomy, por sus siglas en Inglés). Se identificaron CCPs en cerca de 100 bacterias Gram negativas, generalmente con una única copia del gen. Las CCPs bacterianas tiene una arquitectura de dominios más simple que consiste en el dominio amino terminal (N-dominio) y el dominio carboxipeptidasa (dominio CP). En humanos hay seis genes parálogos (CCP1-CCP6) y además de los dominios N- and CP- contienen extensiones adicionales en ambos extremos. Estas proteínas son muy complejas y difíciles de manipular experimentalmente. La principal función de las CCPs de Eucariotas parece ser el procesamiento de modificaciones postraduccionales en el C-terminal de las tubulinas como las cadenas laterales de ácidos poliglutámicos o el ácido glutámico codificado en la cadena principal. La CCP1 humana además procesa los C-terminales ácidos de otras proteínas. Estos segmentos participan en interacciones moleculares y por tanto la CCP1 podría regular estas interacciones. Estudios filogenéticos y de localización intracelular sugieren que las funciones de las CCPs de Eucariotas pudieran estar relacionadas con los cilios y los cuerpos basales aunque no se conocen bien muchos de los mecanismos moleculares involucrados. Las CCPs de Procariotas han sido muy poco caracterizadas desde el punto de vista bioquímico y funcional. El presente trabajo ha aportado más información de las características estructurales y funcionales de la familia M14D, utilizando como modelos la CCP de Pseudomonas aeruginosa (PaCCP) y la CCP6 humana (hCCP6). Se determinó la estructura cristalográfica de PaCCP que tiene un novedoso dominio N-terminal tipo β-sandwich y un dominio CP clásico tipo α/β-hidrolasa. La mayoría de los residuos del centro activo están bien posicionados, sin embargo no se detectó actividad enzimática utilizando diferentes sustratos. Esto sugiere que PaCCP pudiera estar en una forma inactiva o que la activación requiere la presencia de su sustrato(s) específico(s) y/o un regulador alostérico. La co-cristalización de PaCCP con inhibidores de MCPs sugiere que la enzima podría necesitar un reordenamiento estructural para ser activa. La estructura de PaCCP permitió modelar las CCPs de mamíferos que conservan el plegamiento global de los dominios N- y CP- y la posición de los residuos claves. Se caracterizó una cepa de P. aeruginosa deficiente en PaCCP (Δpaccp) para explorar posibles mecanismos funcionales. La producción de PaCCP fue dependiente de la densidad celular sugiriendo una relación con el “Quorum Sensing” (QS). La cepa Δpaccp mostró mayor actividad proteolítica extracelular y movilidad “swarming”, menor formación de biofilm y una pérdida total de la movilidad “twitching” (TM). Demostramos que la ausencia de TM se debió a bajos niveles intracelulares de PilA, la proteína estructural del pili. Se propone que PaCCP pudiera regular la expresión de pilA y posiblemente otros genes en la bacteria. La cepa Δpaccp resultó ser menos virulenta en el modelo “slow killing” de C. elegans, lo que apunta a un papel de PaCCP en la patogénesis de P. aeruginosa. hCCP6 mostró la misma actividad deglutamilasa de las tubulinas que el ortólogo en ratón. La proteína actuó específicamente sobre la α-tubulina lo que podría representar un mecanismo de regulación de las CCPs. hCCP6 hidrolizó los ácidos glutámicos en el C-terminal de la proteína TRAFD1, un sustrato de CCP1, aunque habría que determinar si es un sustrato natural. La actividad de hCCP6 es inhibida por agentes quelantes y no por inhibidores proteicos de CP. Estudios de interactómica permitieron identificar proteínas que potencialmente interactúan con PaCCP y hCCP6. Algunas se proponen para una futura validación lo que contribuirá a la mejor comprensión de las relaciones funcionales de estas enzimas. / Metallocarboxypeptidases (MCP) of M14 family catalyze the hydrolysis of C-terminal amino acid residues in protein and peptide substrates. Recently, our group described the M14D subfamily or cytosolic carboxypeptidases (CCPs) after genomic searching of aminoacidic sequences similar to CCP1 or Nna1 (nervous system nuclear protein induced by axotomy). CCPs were identified in around 100 Gram-negative bacteria that usually contain one gene copy. The domains architecture of bacterial CCPs is simpler, consisting in the amino-terminal (N-domain) and the carboxypeptidase domain (CP domain) both conserved in the subfamily. In humans there are six paralogous genes (CCP1-CCP6) and, besides the N- and CP-domains, they contain additional extensions at the N- and/or the C-terminus. At the protein level, they are quite complex, labile and difficult to express and handle experimentally. It has been proposed a primary function for eukaryotic CCPs in processing the C-terminal posttranslational modifications of tubulins, including the glutamates side chains and the encoded glutamate. Additionally, human CCP1 shortens acidic tails, implicated in molecular interactions, from other proteins; therefore it has been proposed a general function in the regulation of protein‐protein and protein‐DNA interactions. Recently, evidence from phylogenetic analysis and cellular localization suggests that eukaryotic CCPs functions could be related to cilia and basal bodies. Nevertheless, many of the molecular mechanisms underlying the proposed functions remain unclear. On the other hand, prokaryotic CCPs are poorly characterized from the biochemical and functional point of view. The present work aimed to provide more information on key structural and functional features of M14D subfamily using the CCP from Pseudomonas aeruginosa (PaCCP) and the human CCP6 (hCCP6) as models. The crystal 3D structure of recombinant PaCCP was solved showing a novel β-sandwich N-terminal domain followed by a well defined α/β-hydrolase CP domain. Although most residues seem to be well positioned in the active-site, no activity against a wide array of substrates was detected. This suggests that PaCCP is in an inactive form or requires a very specific substrate(s) and/or an alosteric molecule to display the CP activity. Co-crystallization experiments with inhibitors, traditionally used for M14Aand M14B MCPs, indicate that the enzyme might require structural rearrangements to be active. The structure of PaCCP provides a first detailed structural insight into mammalian CCPs evidencing a conserved global fold of the N- and CP-domains and the position of key residues. The functional processes involving PaCCP in P. aeruginosa were explored by characterizing a mutant strain deficient in the protein (Δpaccp). PaCCP production was dependent of cellular density suggesting a relation with Quorum Sensing (QS). Δpaccp strain showed increased extracellular proteolytic activity and swarming motility, decreased biofilm formation and a complete loss of twitching motility (TM). We have also demonstrated that intracellular low levels of pilin structural protein, PilA, prevented TM. It is proposed that PaCCP could be involved in the regulation of the expression of pilA and possibly other genes in P. aeruginosa. Decreased virulence of Δpaccp assayed in the C. elegans “slow killing” model pointed a role of PaCCP in P. aeruginosa pathogenesis. hCCP6 was produced in mammalian cells and showed the same deglutamylating activity on tubulins as a mouse ortholog. The protein acted specifically on α-tubulin what could represent a regulatory mechanism of CCPs activity. hCCP6 was able to hydrolyze the C-terminus glutamates stretch of TRAFD1, a substrate of CCP1, although it should be determined whether it is a natural substrate. The enzymatic activity of hCCP6 was inhibited by chelating agents but not by proteinaceus CP inhibitors. Interactomic assays have been performed and potential interacting partners of PaCCP and hCCP6 were identified. Some of them are proposed for further validation, which will contribute to a better understanding f the functional relationships of these enzymes.

Na mina Pitinga, o minério primário ocorre associado á fácies albita granito do Granito Madeira . Trata-se de uma jazida de Sn de classe mundial, com Nb, Ta e criolita (co-produtos) e Zr, ETR, Y, Li e U (possíveis subprodutos). O minério de criolita ocorre nas subfacíes albita granito de núcleo (AGN) nas formas disseminada (150Mt, teor de 4,2% de Na3AlF6) e de um depósito criolítico maciço DCM (10Mt, teor de 32% de Na3AlF6). A criolita disseminada pertence a duas gerações, ambas quase isótropas e raramente macladas. A criolita magmática ocorre como inclusões em fenocristais de quartzo ou na matriz como cristais subédricos a arredondados, freqüentemente associados com o zircão precoce com o qual encontra-se em equilíbrio (Fig. 18g). a criolita tardia forma agregados irregulares de granulação média a grossa, com zircão + cassiterita + torita + polilitionita + opacos + riebeckita), forma auréolas em zircão e pirocloro com coroas de reação, ou associa-se com mica e/ou zircão em fissuras. Os cristais de criolita podem apresentar micro fissuras preenchidas por thonsenolita e prosopita. O DCM ocorre em sub-superfície. Assemelha-se a um cogumelo lenticular instalado na zona apical, ao longo do eixo central vertical do AGN. É formado por corpos sub-horizontais (+ veios stockworks) de criolita com extensão de até 300m e espessura dr até 30m, com intercalações do AGN. Os corpos se concentram nas Zonas Criolíticas A (superior) e B (inferior), com 115 e 150 m de espessura, respectivamente. Uma terceira zona (Zona Zero), mais superficial, foi parcialmente erodida. São constituídos por criolita (~85% p. vol.) + quartzo + zircão + k-feldspato + galena + gagarinita + xenotímio. A criolita é maclada e pertence a três gerações: nucleada (precoce), caramelo e branca (tardia). Na parte superior do DCM, ocorrem criolita caramelo e nucleada (subordinada). Nos corpos intermediários, criolita caramelo e nucleada ocorrem em iguais proporções. Na parte inferior, predomina a criolita nucleada, a criolita carameo é mais clara e somente aqui, ocorre a criolita branca. Na base da ZCB ocorrem alguns corpos constituídos aparentemente só por criolita branca, com prossança de até 2,20m. em alguns destes corpos, ocorre a fluorita associada e a encaixante é fortemente alterada. Dois novos minerais (waimirita e atroarita) foram descobertos no presente trabalho. As assinaturas dos ETR e Y relacionam, em termos evolutivos e metalogenéticos, a mineralização criolítica e o albita granito. Este, em relação ás demais fácies do Granito Madeira, tem conteúdos de ETR caracterizados por menor fracionamento dos ETRL, enriquecimento relativo em ETRP e anomalias de európio mais intensas. A fluorita magmática (AGB) te razões ETR/Y e ETRL/ETRP ≥ 1 semelhante ao albita granito, e concentração de Y (~ 1.200 ppm) compatível com as de ocorrências associadas a pegmatitos graníticos. Comparativamente à fluorita, a criolita magmática (AGN) é bem mais enriquecida em ETRP e Y. A criolita disseminada tardia é caracterizada por enriquecimento em ETRL e empobrecimento em Y. formou-se em condições de oxi-redução semelhantes às do ambiente magmático. As três gerações de criolita do DCM tem anomalia negativa e Eu manos intensa do que a criolita disseminada (ambianete de formação mais oxidante); da crilita nucleada para a branca ocorrem menores concentrações de Y e ETR e enriquecimento relativo em ETRL. As inclusões fluidas na criolita e quartzo do DCM e da paragênese hidrotermal disseminada na encaixante são em sua maioria primárias e pseudo-secundárias. Predominam IF aquosas e bifásicas. Também ocorrem monofásicas, trifásicas saturadas ou multifásicas. O grau de preenchimento da fase líquida das IF bifásicas varia entre 0,7 e 0,9. a temperatura de fusão final do gelo (TF) na criolita de Zona Zero varia de -1oC a -3oC, na Zona A varia de -1oC a -20oC, com distribuição bimodal, 0oC a -12oC e inferiores a -16oC. Na zona B, a variação das TF é menos ampla, entre -1oC e -15oC com uma tendência da moda da TF de cada nível decrescer do topo em direção à base. As temperaturas de homogeneização total (TH) variam entre 100oC e 300oC, tem forte tendência vertical na Zona Zeroe refletem nas condições físico-químicas do fluido e não processos posteriores. Dois grupos de salinidade estão presentes, em torno de 5% peso eq. NaCl ( criolita não maclada e recristalização da criolita maclada) e outro acima de 10% peso eq. NaCl (criolita maclada). Nas zonas onde a recristalização destrói a criolita maclada, ocorrem aparentemente apenas as IF do grupo de baixa salinidade. A associação de IF, caracterizada pela ampla variação de salinidade e TH, com ausência de CO2, é característica de eventos pós-magmáticos. As relações entre o DCM e mineralização de Nb e Ta no seu entorno foram investigadas. O U-Pb-pirocloro magmático foi afetado por columbitização caracterizada, num estágio inicial, pela perda de Pb e enriquecimento em U e Nb, formando, sucessivamente, Pb-U-pirocloro e o U-pirocloro. O aumento da vacância do sítio A do pirocloro resultou em uma desestabilização e na formação de columbita, com assinaturas geoquímicas de Sn e U herdadas do pirocloro. No pirocloro, paralelamente ao empobrecimento em Pb, ocorreu o enriquecimento em Ca, F, Ce e Sn e empobrecimento em Fé. Na zona de transiçãoentre as subfácies albita granito de núcleo e de borda, ocorrem inversões nestas evoluções o que é interpretada como fruto da diminuição da atividade de flúor no fluido responsável pela columbitização. As relações espaciais entre a distribuição das variedades de pirocloro, columbita e o DCM mostram que a columbitização foi promovida pelo mesmo fluido responsável pela mineralização de criolita, cujo aporte ascendente ocorreu pela zona central do albita granito. Gradientes geoquímicos ligados à perda de F do fluido explicam as descontinuidades geoquímicas nos minerais estudados, assim como, provavelmente, algumas das diferenças entre as paragêneses das subfácies de núcleo e borda do albita granito. Os resultados fornecem importantes informações para a lavra e beneficiamento do minério de Nb e Ta. Os sistemas isotópicos Sm-Nd e 208Pb-207Pb foram utilizados como tentativa de estabelecer a idade e fontes do sistema albita granito - mineralização. Os resultados do primeiro sistema indicam fortes evidências de remobilização, com relações isotópicas entre Sm e Nd alteradas em algumas amostras, não permitindo definição de idades e de εNd. As idades TDM para rocha total em granitos albitizados indicam valores de 1586 Ma e 1529 Ma para as duas amostras que apresentaram resultados coerentes. Nessas amostras, os valores de εNd são de 2,8 e -0,5 calculados para uma idade U/Pb de 1830 Ma para o granito. Esses valores são compatíveis com sistemas gerados no manto, co participação subordinada de crosta continental. O sistema isotópico 208Pb-207Pb forneceu uma idade de 1686 Ma +110/-170 Ma e indicou o envolvimento de fontes mantélica, crustal profunda e crustal rasa. Dentro do erro, a idade obtida pode ser equivalente àquelas das demais fácies do granito Madeira ou ser correlacionável à da Suíte Intrusiva Abonari. Dados geológicos e geoquímicos demonstram a relação direta entre o albita granito e suas mineralizações e descartam, portanto a hipótese de superposição de diferentes eventos metalogenéticos no albita granito. Assim,se a idade mais jovem vier a ser comprovada, ela implicaria correlacionar o albita granito e a mineralização à Suíte Abonari. A distribuição das mineralizações nos corpos Madeira (F, Nb e Sn) e Água boa (Sn), permitem supor que F e Nb relacionam-se a uma mesma fonte, possivelmente mantélica, enquanto o Sn relacina-se a uma fonte crustal. A gênese da mineralização de criolita iniciou-se no estágio magmático (minério disseminado) a partir de um magma excepcionalmente rico em flúor, prosseguiu no estágio pegmatítico e teve seu ápice no estágio hidrotermal. Neste último, fluidos hidrotermais salinos residuais do albita granito, previamente desprovidos de CO2, ascendentes de suas patês inferiores formaram o DCM. Ao longo do processo, o sistema hidrotermal passou a ter um caráter convectivo, incorporando fluidos meteóricos reaquecidos em profundidade, implicando diluições parciais do fluido mineralizador, até a deposição da criolita branca, a mais tardia. / The cryolite ore is associated to the albite granite core facies of the Madeira granite at Pitinga Sn, Nb, Ta mine. In this peralkaline granite, disseminated cryolite is magmatic and hydrothermal. The magmatic paragenesis is characterized by inversions in the classical Bowen crystallization series due to high F contents in the magma. The cryolite massive deposit (CMD) has a mushroom form and is located at the apical granite zone. It is composed by several sub-horizontal bodies with 300 m diameter and until 30 m thick, distributed in two main cryolitic zones A and B with, respectively, 115 m and 150 m thickness. The paragenesis is cryolite (~85%) + quartz, + zircon, + kfeldspath, + galena, + gargarinite and + xenotime. Strong albitization and a pegmatite aureole presence testifie that the CMD zone was a preferential site for fluids circulation since the granite consolidation. The CMD was related to low temperature residual hydrothermal solutions ascending from deeper parts of the albite granite. These solutions distablelized primary minerals promoting cryolite deposition (CMD and disseminated ore) and pyrochlore columbitization and zircon enrichment at the wall rock. Later white cryolite and fluorite depositions are related to fluid dilution by meteoric water apport. Two new minerals were discovered in present work. Aqueous two-phase fluid inclusions (FI), mainly primary and pseudo-secondary, both in the cryolite, quartz and fluorite of the MCD, as well as in the disseminated hydrothermal quartz and the cryolite of the hosting rocks are the predominant types. There also onephase and saturated three-phase or multiphase inclusions. The liquid phase degree of filling of the two-phase FI varies between 0.7 and 0.9. The last ice melting temperature in the Zone Zero cryolite rangers from -1oC the -3oC, in the zone A it ranges from -1oC the -20oC, with a bimodal distribution, from 0oC the -12oC and below -16oC. In the Zone B, this ice melting distribution is narrower, between -1oC and -15oC with the mode of each level decreasing from the top to the base. The total homogenization temperatures (TH) vary between 100oC and 300oC and have a strong vertical trend in the Zone Zero reflecting changes in the fluid physical-chemical conditions instead of alternative process. There are two salinity groups, one around 5% wt. eq. NaCl related to the not twinned cryolite and another one above 10% wt. eq. NaCl in the twinned cryolite. The low salinity group occurs usually in the zones where the recrystallization seems to destroy the cryolite twin. Disseminated cryolite ore formation initiated in the magmatic phase from a fluorine-rich magma, continued in the pegmatitic phase and had its apex in the hydrothermal phase. During the latter, hydrothermal saline residual fluid from the albite granite, with no CO2, formed the MCD and enriched the previous disseminated ore. During this process, the hydrothermal system become convective, mixing with meteoric fluid heated in depth, provoking partial dilutions of the mineralized fluid. Rare earth elements and Y signatures from cryolite and albite granite are closely related. Albite granite is characterized by low LREE fractioning, HRRE enrichment and great negative Eu anomalies. Magmatic fluorite from border albite granite has RRE/Y and LRRE/HRRE > 1, as the albite granite, and Y (~1200 ppm) similar to granitic pegmatites. Magmatic cryolite is more enriched in RRE and Y. late disseminated cryolite is has higher LRRE and lower Y contents and was formed under same magmatic oxi-reduction conditions. The 3 DCM cryolite generations has lower negative Europium anomalies (more oxidizing environment); from nucleated cryolite to white cryolite, RRE and Y contents are progressively lower, and LRRE is enriched. The magmatic U-Pb-pyroclore was alterated by a fluid rich in fluorine. In an initial stage, Pb was lost and U and Nb were enriched resulting in Pb-U and Upyroclores. This process promote an increasing in site A vacancy and the pyroclore structure colappse and result in columbite formation. This mineral maintain the Sn and U geochemical signatures, that are inherited from pyroclore. The Pb impoverishment was followed by Ca, F, Ce and Sn relative enrichment and Fe impoverishment. These behavior change at the transition zone between the nucleus and border albite granite subfacies. It was interpreted as product of reduction on the fluorine activity, that promote the columbitization. Spatial relationships among piroclore varieties and columbite distribution and Cryolite Massive Deposit permited verify that the columbitization process was promoted by the cryolite mineralizing fluid. Gradients linked to F on this fluid probably explains the geochemical discontinuities in the studied minerals, as well as some differences among the nucleus and border albite granite subfacies. Some implications on Nb/Ta mining and recovering are also discussed. Sm-Nd and 208Pb-207Pb sistematic were applied for dating and surce identification for the albite granite and mineralization. Firs system indicates strong RRE remobilization. TDM ages for albitized granites are 1586 My and 1529 My for two samples with coherent results. These samples have εNd 2,8 and -0,5, calculated for 1830 Ma (U/Pb age). The values indicated mantle systems with minour continental crust participation. The 208Pb-207Pb indicate 1868 My + 110/-170 My and source contributions for mantle, deep crust and shallow crust. The age could be related to older granite Madeira facies as to Abonari Intrusive Suite Granite Madeira or be related a Intrusive Suite Abonari. Second possibility needs furthermore works to be confirmed. F and Nb are related to a mantle source. Sn is related to a crustal source.

Na mina Pitinga, o minério primário ocorre associado á fácies albita granito do Granito Madeira . Trata-se de uma jazida de Sn de classe mundial, com Nb, Ta e criolita (co-produtos) e Zr, ETR, Y, Li e U (possíveis subprodutos). O minério de criolita ocorre nas subfacíes albita granito de núcleo (AGN) nas formas disseminada (150Mt, teor de 4,2% de Na3AlF6) e de um depósito criolítico maciço DCM (10Mt, teor de 32% de Na3AlF6). A criolita disseminada pertence a duas gerações, ambas quase isótropas e raramente macladas. A criolita magmática ocorre como inclusões em fenocristais de quartzo ou na matriz como cristais subédricos a arredondados, freqüentemente associados com o zircão precoce com o qual encontra-se em equilíbrio (Fig. 18g). a criolita tardia forma agregados irregulares de granulação média a grossa, com zircão + cassiterita + torita + polilitionita + opacos + riebeckita), forma auréolas em zircão e pirocloro com coroas de reação, ou associa-se com mica e/ou zircão em fissuras. Os cristais de criolita podem apresentar micro fissuras preenchidas por thonsenolita e prosopita. O DCM ocorre em sub-superfície. Assemelha-se a um cogumelo lenticular instalado na zona apical, ao longo do eixo central vertical do AGN. É formado por corpos sub-horizontais (+ veios stockworks) de criolita com extensão de até 300m e espessura dr até 30m, com intercalações do AGN. Os corpos se concentram nas Zonas Criolíticas A (superior) e B (inferior), com 115 e 150 m de espessura, respectivamente. Uma terceira zona (Zona Zero), mais superficial, foi parcialmente erodida. São constituídos por criolita (~85% p. vol.) + quartzo + zircão + k-feldspato + galena + gagarinita + xenotímio. A criolita é maclada e pertence a três gerações: nucleada (precoce), caramelo e branca (tardia). Na parte superior do DCM, ocorrem criolita caramelo e nucleada (subordinada). Nos corpos intermediários, criolita caramelo e nucleada ocorrem em iguais proporções. Na parte inferior, predomina a criolita nucleada, a criolita carameo é mais clara e somente aqui, ocorre a criolita branca. Na base da ZCB ocorrem alguns corpos constituídos aparentemente só por criolita branca, com prossança de até 2,20m. em alguns destes corpos, ocorre a fluorita associada e a encaixante é fortemente alterada. Dois novos minerais (waimirita e atroarita) foram descobertos no presente trabalho. As assinaturas dos ETR e Y relacionam, em termos evolutivos e metalogenéticos, a mineralização criolítica e o albita granito. Este, em relação ás demais fácies do Granito Madeira, tem conteúdos de ETR caracterizados por menor fracionamento dos ETRL, enriquecimento relativo em ETRP e anomalias de európio mais intensas. A fluorita magmática (AGB) te razões ETR/Y e ETRL/ETRP ≥ 1 semelhante ao albita granito, e concentração de Y (~ 1.200 ppm) compatível com as de ocorrências associadas a pegmatitos graníticos. Comparativamente à fluorita, a criolita magmática (AGN) é bem mais enriquecida em ETRP e Y. A criolita disseminada tardia é caracterizada por enriquecimento em ETRL e empobrecimento em Y. formou-se em condições de oxi-redução semelhantes às do ambiente magmático. As três gerações de criolita do DCM tem anomalia negativa e Eu manos intensa do que a criolita disseminada (ambianete de formação mais oxidante); da crilita nucleada para a branca ocorrem menores concentrações de Y e ETR e enriquecimento relativo em ETRL. As inclusões fluidas na criolita e quartzo do DCM e da paragênese hidrotermal disseminada na encaixante são em sua maioria primárias e pseudo-secundárias. Predominam IF aquosas e bifásicas. Também ocorrem monofásicas, trifásicas saturadas ou multifásicas. O grau de preenchimento da fase líquida das IF bifásicas varia entre 0,7 e 0,9. a temperatura de fusão final do gelo (TF) na criolita de Zona Zero varia de -1oC a -3oC, na Zona A varia de -1oC a -20oC, com distribuição bimodal, 0oC a -12oC e inferiores a -16oC. Na zona B, a variação das TF é menos ampla, entre -1oC e -15oC com uma tendência da moda da TF de cada nível decrescer do topo em direção à base. As temperaturas de homogeneização total (TH) variam entre 100oC e 300oC, tem forte tendência vertical na Zona Zeroe refletem nas condições físico-químicas do fluido e não processos posteriores. Dois grupos de salinidade estão presentes, em torno de 5% peso eq. NaCl ( criolita não maclada e recristalização da criolita maclada) e outro acima de 10% peso eq. NaCl (criolita maclada). Nas zonas onde a recristalização destrói a criolita maclada, ocorrem aparentemente apenas as IF do grupo de baixa salinidade. A associação de IF, caracterizada pela ampla variação de salinidade e TH, com ausência de CO2, é característica de eventos pós-magmáticos. As relações entre o DCM e mineralização de Nb e Ta no seu entorno foram investigadas. O U-Pb-pirocloro magmático foi afetado por columbitização caracterizada, num estágio inicial, pela perda de Pb e enriquecimento em U e Nb, formando, sucessivamente, Pb-U-pirocloro e o U-pirocloro. O aumento da vacância do sítio A do pirocloro resultou em uma desestabilização e na formação de columbita, com assinaturas geoquímicas de Sn e U herdadas do pirocloro. No pirocloro, paralelamente ao empobrecimento em Pb, ocorreu o enriquecimento em Ca, F, Ce e Sn e empobrecimento em Fé. Na zona de transiçãoentre as subfácies albita granito de núcleo e de borda, ocorrem inversões nestas evoluções o que é interpretada como fruto da diminuição da atividade de flúor no fluido responsável pela columbitização. As relações espaciais entre a distribuição das variedades de pirocloro, columbita e o DCM mostram que a columbitização foi promovida pelo mesmo fluido responsável pela mineralização de criolita, cujo aporte ascendente ocorreu pela zona central do albita granito. Gradientes geoquímicos ligados à perda de F do fluido explicam as descontinuidades geoquímicas nos minerais estudados, assim como, provavelmente, algumas das diferenças entre as paragêneses das subfácies de núcleo e borda do albita granito. Os resultados fornecem importantes informações para a lavra e beneficiamento do minério de Nb e Ta. Os sistemas isotópicos Sm-Nd e 208Pb-207Pb foram utilizados como tentativa de estabelecer a idade e fontes do sistema albita granito - mineralização. Os resultados do primeiro sistema indicam fortes evidências de remobilização, com relações isotópicas entre Sm e Nd alteradas em algumas amostras, não permitindo definição de idades e de εNd. As idades TDM para rocha total em granitos albitizados indicam valores de 1586 Ma e 1529 Ma para as duas amostras que apresentaram resultados coerentes. Nessas amostras, os valores de εNd são de 2,8 e -0,5 calculados para uma idade U/Pb de 1830 Ma para o granito. Esses valores são compatíveis com sistemas gerados no manto, co participação subordinada de crosta continental. O sistema isotópico 208Pb-207Pb forneceu uma idade de 1686 Ma +110/-170 Ma e indicou o envolvimento de fontes mantélica, crustal profunda e crustal rasa. Dentro do erro, a idade obtida pode ser equivalente àquelas das demais fácies do granito Madeira ou ser correlacionável à da Suíte Intrusiva Abonari. Dados geológicos e geoquímicos demonstram a relação direta entre o albita granito e suas mineralizações e descartam, portanto a hipótese de superposição de diferentes eventos metalogenéticos no albita granito. Assim,se a idade mais jovem vier a ser comprovada, ela implicaria correlacionar o albita granito e a mineralização à Suíte Abonari. A distribuição das mineralizações nos corpos Madeira (F, Nb e Sn) e Água boa (Sn), permitem supor que F e Nb relacionam-se a uma mesma fonte, possivelmente mantélica, enquanto o Sn relacina-se a uma fonte crustal. A gênese da mineralização de criolita iniciou-se no estágio magmático (minério disseminado) a partir de um magma excepcionalmente rico em flúor, prosseguiu no estágio pegmatítico e teve seu ápice no estágio hidrotermal. Neste último, fluidos hidrotermais salinos residuais do albita granito, previamente desprovidos de CO2, ascendentes de suas patês inferiores formaram o DCM. Ao longo do processo, o sistema hidrotermal passou a ter um caráter convectivo, incorporando fluidos meteóricos reaquecidos em profundidade, implicando diluições parciais do fluido mineralizador, até a deposição da criolita branca, a mais tardia. / The cryolite ore is associated to the albite granite core facies of the Madeira granite at Pitinga Sn, Nb, Ta mine. In this peralkaline granite, disseminated cryolite is magmatic and hydrothermal. The magmatic paragenesis is characterized by inversions in the classical Bowen crystallization series due to high F contents in the magma. The cryolite massive deposit (CMD) has a mushroom form and is located at the apical granite zone. It is composed by several sub-horizontal bodies with 300 m diameter and until 30 m thick, distributed in two main cryolitic zones A and B with, respectively, 115 m and 150 m thickness. The paragenesis is cryolite (~85%) + quartz, + zircon, + kfeldspath, + galena, + gargarinite and + xenotime. Strong albitization and a pegmatite aureole presence testifie that the CMD zone was a preferential site for fluids circulation since the granite consolidation. The CMD was related to low temperature residual hydrothermal solutions ascending from deeper parts of the albite granite. These solutions distablelized primary minerals promoting cryolite deposition (CMD and disseminated ore) and pyrochlore columbitization and zircon enrichment at the wall rock. Later white cryolite and fluorite depositions are related to fluid dilution by meteoric water apport. Two new minerals were discovered in present work. Aqueous two-phase fluid inclusions (FI), mainly primary and pseudo-secondary, both in the cryolite, quartz and fluorite of the MCD, as well as in the disseminated hydrothermal quartz and the cryolite of the hosting rocks are the predominant types. There also onephase and saturated three-phase or multiphase inclusions. The liquid phase degree of filling of the two-phase FI varies between 0.7 and 0.9. The last ice melting temperature in the Zone Zero cryolite rangers from -1oC the -3oC, in the zone A it ranges from -1oC the -20oC, with a bimodal distribution, from 0oC the -12oC and below -16oC. In the Zone B, this ice melting distribution is narrower, between -1oC and -15oC with the mode of each level decreasing from the top to the base. The total homogenization temperatures (TH) vary between 100oC and 300oC and have a strong vertical trend in the Zone Zero reflecting changes in the fluid physical-chemical conditions instead of alternative process. There are two salinity groups, one around 5% wt. eq. NaCl related to the not twinned cryolite and another one above 10% wt. eq. NaCl in the twinned cryolite. The low salinity group occurs usually in the zones where the recrystallization seems to destroy the cryolite twin. Disseminated cryolite ore formation initiated in the magmatic phase from a fluorine-rich magma, continued in the pegmatitic phase and had its apex in the hydrothermal phase. During the latter, hydrothermal saline residual fluid from the albite granite, with no CO2, formed the MCD and enriched the previous disseminated ore. During this process, the hydrothermal system become convective, mixing with meteoric fluid heated in depth, provoking partial dilutions of the mineralized fluid. Rare earth elements and Y signatures from cryolite and albite granite are closely related. Albite granite is characterized by low LREE fractioning, HRRE enrichment and great negative Eu anomalies. Magmatic fluorite from border albite granite has RRE/Y and LRRE/HRRE > 1, as the albite granite, and Y (~1200 ppm) similar to granitic pegmatites. Magmatic cryolite is more enriched in RRE and Y. late disseminated cryolite is has higher LRRE and lower Y contents and was formed under same magmatic oxi-reduction conditions. The 3 DCM cryolite generations has lower negative Europium anomalies (more oxidizing environment); from nucleated cryolite to white cryolite, RRE and Y contents are progressively lower, and LRRE is enriched. The magmatic U-Pb-pyroclore was alterated by a fluid rich in fluorine. In an initial stage, Pb was lost and U and Nb were enriched resulting in Pb-U and Upyroclores. This process promote an increasing in site A vacancy and the pyroclore structure colappse and result in columbite formation. This mineral maintain the Sn and U geochemical signatures, that are inherited from pyroclore. The Pb impoverishment was followed by Ca, F, Ce and Sn relative enrichment and Fe impoverishment. These behavior change at the transition zone between the nucleus and border albite granite subfacies. It was interpreted as product of reduction on the fluorine activity, that promote the columbitization. Spatial relationships among piroclore varieties and columbite distribution and Cryolite Massive Deposit permited verify that the columbitization process was promoted by the cryolite mineralizing fluid. Gradients linked to F on this fluid probably explains the geochemical discontinuities in the studied minerals, as well as some differences among the nucleus and border albite granite subfacies. Some implications on Nb/Ta mining and recovering are also discussed. Sm-Nd and 208Pb-207Pb sistematic were applied for dating and surce identification for the albite granite and mineralization. Firs system indicates strong RRE remobilization. TDM ages for albitized granites are 1586 My and 1529 My for two samples with coherent results. These samples have εNd 2,8 and -0,5, calculated for 1830 Ma (U/Pb age). The values indicated mantle systems with minour continental crust participation. The 208Pb-207Pb indicate 1868 My + 110/-170 My and source contributions for mantle, deep crust and shallow crust. The age could be related to older granite Madeira facies as to Abonari Intrusive Suite Granite Madeira or be related a Intrusive Suite Abonari. Second possibility needs furthermore works to be confirmed. F and Nb are related to a mantle source. Sn is related to a crustal source.

O presente trabalho refere-se à determinação dos elementos cobre, chumbo, zinco, cobalto, níquel, cromo, vanádio e manganês no carvão da Mina do Leão, com o objetivo de verificar a distribuição e ocorrência dos mesmos, com ênfase ao estudo da associação com as frações orgânica e inorgânica do carvão. O estudo da associação revelou que o cobre, cobalto, níquel, cromo e vanádio, estão associados à fração orgânica do carvão. O chumbo e o zinco, estão predominantemente associados a fração orgânica, contudo, para altos teores de cinzas, verifica-se também associação com a fração inorgânica. O manganês, está dominantemente associado à fração inorgânica. / The present work describes the determinations of the following elements in coals from the Leão Mine: copper, lea , zinc, cobalt, nickel, chromium, vanadinm and manganese. The main objective is to determine the distribution of these elements in particular, their association with the organic and inorganic fractions of the coal. The association study showed that copper, cobalt, nickel, chromium and vanadium are associated with the organic fraction of the coal, magnese is associated inorganic fraction. Lead and zinc are predominantly associated with the organic fraction, however for high ash contents it has been verified that these elements are also associated with the inorganic fraction.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-20T15:47:47Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2810266 bytes, checksum: e80fe74c6cf68880cffe1d255c5842dc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-20T15:47:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2810266 bytes, checksum: e80fe74c6cf68880cffe1d255c5842dc (MD5) Previous issue date: 2009-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As informações referentes à espacialização e características físicas, químicas, mineralógicas e morfológicas dos solos no país ainda têm por base aquelas contidas em levantamentos pedológicos de pequena escala, em nível exploratório ou de reconhecimento. Estes levantamentos compreendem a identificação, descrição e delineamento, em um mapa dos diferentes tipos de solos existentes em uma determinada área, por meio das unidades de mapeamento que possibilitam um poder preditivo a respeito da aptidão agrícola e qualidade dos mesmos. Levantamentos em escalas maiores, ou seja, com informações mais detalhadas a respeito dos solos são necessárias para a classificação destes em níveis categóricos mais baixos, sobretudo a partir da mineralogia. O objetivo deste trabalho foi mapear, caracterizar e avaliar as possíveis diferenciações entre os solos originados de rochas pelíticas em Curvelo – Minas Gerais. Para tanto, foram realizadas análises físicas e químicas de rotina, digestão total e sulfúrica e análises mineralógicas. Foram analisadas por difratometria de raios X, amostras de argila natural, desferrificada e concentradas de óxidos de ferro. Além disso, foram realizadas análises termogravimétricas, extrações com ditionito-citrato-bicarbonato e com oxalato de amônio em amostras de argila, estimativa do índice de cristalinidade das caulinitas (IC), quantificação de substituição isomórfica de Fe por Al (SI) em goethitas e hematitas. Os principais resultados encontrados foram: (a) Os solos estudados são ácidos, álicos e distróficos; (b) os elevados teores de silte colaboram para a aceleração de processos erosivos (c) a quantificação por termogravimetria apresentou predomínio da caulinita na fração argila de todos os solos e maior expressividade da gibbsita nos Latossolos Vermelhos; (d) as caulinitas apresentaram índices de cristalinidade variados sendo maiores nos Cambissolos; (e) os valores de SI em goethitas foram elevados e superiores aos da hematita (f) os teores de Fe e Al extraídos por DCB e oxalato, e suas relações, confirmaram o predomínio na fração argila de argilominerais silicatados e óxidos de ferro cristalinos; g) os minerais de maior ocorrência na fração argila são: caulinita, ilita, gibbsita e vermiculita com hidróxi entrecamadas nos Cambissolos, Neossolo Flúvico e Latossolos foram identificados os mesmos minerais mas, com presença mais expressiva de gibbsita nesta última classe. A fração silte de ambas as classes revelou a presença principalmente de mica e principalmente quartzo na fração areia, confirmando a baixa reserva de nutrientes nas frações mais grosseiras destes solos; (h) a distribuição das unidades de mapeamento dos solos foi: 11,09 % de Cambissolo Háplico Tb Distrófico, 21,01 % de Latossolo Vermelho Distrófico, e 17,4 % Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico. / The information about the spatial, physical, chemical, mineralogical and morphological characteristics of soils in the country is still based on those contained in pedological surveys of small scale, exploratory or recognition level. The soil survey include the identification, description and design, on a map of different soil types in a given area, through the mapping units that will enable predictive power about the land suitability and quality. Soil surveys on larger scales, with more detailed information about soils needed for classification of soils in the lower categorical levels, especially mineralogy. The objective of this study was to map, characterize and evaluate the possible differences between the soils originated from pelitic rocks in Curvelo - Minas Gerais. In order to do this, we carried out physical, chemical, total and sulfuric digestion and mineralogical analysis. Were analyzed by X-ray diffraction, samples of natural clay, iron-free and concentrated iron oxides. In addition, we carried out thermogravimetric, extractions with citrate-bicarbonate-dithionite (CDB) and ammonium oxalate in samples of clay, an estimate crystallinity index of kaolinite (IC), quantification ionic substitution of Fe by Al (SI) on goethite and hematite. The main findings were: (a) The soils are acidic, distric (b) high levels of silt collaborate for the acceleration of erosion (c) quantification by thermogravimetry showed a predominance of kaolinite in clay fraction of all soils and greater expression of gibbsite in Latosols (d) showed the kaolinite crystallinity index varied and were higher in Cambisols (e) the values of SI in goethites were high and higher than those of hematite (f) and Fe and Al extracted by CDB and oxalate, and their relations suggest that all profiles are already highly weathered soils; g) the higher occurrence of minerals in the clay fraction are kaolinite, illite, gibbsite and Al-hydroxy interlayered vermiculite (HIV) in Cambisols, Fluvisols and Latosols were identified the same minerals, but with more significant presence of gibbsite. The silt fraction of both classes revealed the presence mainly of mica and quartz and sand fraction, mainly quartz, confirming the low nutrient reserves in the coarser fractions of soils. (h) the distribution of mapping units of soils was: 11,09 of Cambisols , 21,01 % de Red Latosol e 17,4 % Red- Yellow Latosol.

Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2016-02-05T13:33:43Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoMineroquímicoMinerográfico.pdf: 4730370 bytes, checksum: 34237120a240cb85481bd5f2ce9718ec (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-02-11T15:03:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoMineroquímicoMinerográfico.pdf: 4730370 bytes, checksum: 34237120a240cb85481bd5f2ce9718ec (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-11T15:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_EstudoMineroquímicoMinerográfico.pdf: 4730370 bytes, checksum: 34237120a240cb85481bd5f2ce9718ec (MD5) Previous issue date: 2015 / Essa dissertação resulta de um estudo geológico de caráter regional que contempla duas suítes ígneas de rochas metaultramáficas e/ou metamáficas que ocorrem no Cráton São Francisco Meridional (CSFM): a Suíte ígnea Ribeirão dos Motas (SIRM); e, a Suíte ígnea Cláudio (SIC). Ambas as suítes já foram abordadas na literatura do CSFM, com enfoque geoquímico e petrológico. O enfoque desta dissertação é a minerografia e as características texturais e químicas das fases opacas desses litotipos, suas associações paragenéticas e possíveis ambientes de formação ou de reequilíbrio. Adicionalmente, foram utilizadas técnicas de processamento digital aplicadas à prospecção mineral, aerogeofísica, sensoreamento remoto e litogeoquímica, a fim de se determinar a favorabilidade econômica para depósitos de minerais metálicos nas suítes em estudo. Os litotipos metapiroxenitos e metagabronoritos da Suíte ígnea Ribeirão dos Motas, portadores de minerais metálicos de interesse econômico, hospedam a paragênese pentlandita-pirrotita-calcopirita e pirrotita-pentlandita, respectivamente. São observados, adicionalmente, orcelita e maucherita em metaperidotitos dessa suíte. Fases opacas com alta concentração em EGP (Elementos do Grupo da Platina) não foram identificados nesse trabalho mas dados bibliográficos mostram que as rochas da SIRM tem médias de 28 e 10.6 ppb em platina e paládio, respectivamente. Os minerais metálicos identificados nos litotipos ultramáficos da SIC compreendem pirrotita, pentlandita e, subordinadamente, calcopirita e nicolita. Em todos os casos, as fases sulfetadas apresentam texturas cúmulus, encontram-se intercrescidas e inclusas em piroxênio ou dispersas na matriz. Os teores de SiO2, Ni, Cr, MgO, #Mg, V e Co, e a composição dos minerais cúmulus nos litotipos metaultramáficos-metamáficos da SIRM e dos metaultramafitos da SIC são semelhantes às concentrações desses elementos e composições minerais em complexos estratiformes em outras partes do globo. A soma dos aspectos geotectônicos, geocronológicos, petrográficos, minerográficos, litogeoquímicos e mineroquímicos, sugere que a precipitação de fases sulfetadas seja produto de uma nova injeção de magma em uma câmara magmática previamente diferenciada em rochas da SIRM e de assimilação de rochas encaixantes no caso dos litotipos metaultramáficos da SIC. A integração dos dados aerogeofísicos, de sensoreamento remoto, litogeoquímicos e mineroquímicos revela que a área de estudo apresenta teores significativos de Ni e Cu, em relação a muitas ocorrências mundiais. Desse modo, é possível definir três áreas-chaves com potencial para metalogênese desses metais. ________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This paper presents the results of a geological study of regional character that includes two ultramafic complexes that occur in the Southern São Francisco Craton (SSFC): the Ribeirão dos Motas Igneous Suite (SIRM) and the Claudio Igneous Suite (SIC). Both suites are discussed in the literature of CSFM, focusing geochemical and petrological aspects (Oliveira 1999; Carvalho Jr. 2001, Fernandes 2001; Oliveira 2004, Couto & Carneiro 2007, Couto 2004). Now the focus is the mineralogical, textural characteristics and geochemical properties ofopaque minerals, their genetic associations and possible forming environments or of reequilibrium. In addition, digital processing techniques, airborne geophysics, remote sensing, and whole rock litogeochemistrywere applied to mineral exploration to determine the economic favorability for metallic minerals in the complexes studied.The metapiroxenites and metagabbronorites of the Ribeirão dos Motas igneous Suite carry metallic minerals of economic interest and host pentlandite-pyrrhotite-chalcopyrite and pyrrhotitepentlanditeparagenesis, respectively. Additionally,were observed orcelite and maucherite in metaperidotites of this suite.Although opaque phases with high concentrations of PGE (Platinum Group Elements) have not been identified in this work but bibliographic data show that SIRM rocksaverage 28 and 10.6 ppb platinum and palladium, respectively. The metallic minerals identified in the SIC ultramafic lithotypes include pyrrhotite, pentlandite and subordinate chalcopyrite and nicolite.In all these cases, sulphide phasesshow cumulus textures, have intergrowns and are included into pyroxeneor occur dispersed in matrix. The contents of SiO2, Ni, Cr, MgO, # Mg, V and Co, andcomposition of cumulus minerals in the SIRMmetaultramafic-metamafic lithotypes andin the SICmetaultramafic rocks are similar to the concentrations of these elementsand cumulus mineralsin layered igneous complexes elsewhere in the world. The sum of all geotectonic, geochronological, petrographic, minerographic, lithogeochemical and mineral chemistryaspects, suggests that the precipitation of sulfide phases is product of a new injection of magma into a magma chamber previously differentiated for rocks of the SIRM and assimilation of country rocks in the SIC metaultramafic rocks. Integration of geophysical data, remote sensing, lithogeochemical, andmineral chemistry reveals that the studied area has significant levels of Ni and Cu, compared to many world mafic-ultramafic complexes. Thus, are define three key areas with metallogenetic potential for these metals.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Geociências. 2009. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-05-03T12:51:14Z No. of bitstreams: 1 2009_ElisaSoaresRochaBarbosa.pdf: 37328276 bytes, checksum: 5a22c078248fdda8bb7a27cb94454836 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-05-04T12:59:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_ElisaSoaresRochaBarbosa.pdf: 37328276 bytes, checksum: 5a22c078248fdda8bb7a27cb94454836 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-04T12:59:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_ElisaSoaresRochaBarbosa.pdf: 37328276 bytes, checksum: 5a22c078248fdda8bb7a27cb94454836 (MD5) / A Província Ígnea do Alto Paranaíba (APIP) faz parte do magmatismo alcalino que ocorreu durante o Cretáceo Superior nas margens da Bacia do Paraná, devido ao impacto da pluma de Trindade, e é composta por kamafugitos, kimberlitos, lamproítos e complexos alcalinocarbonatíticos. Dentro desse contexto, os complexos de Salitre I, II e III intrudem rochas metassedimentares da Faixa Brasília, e são compostos por múltiplas intrusões, onde bebedouritos predominam, com diques anelares de carbonatitos e foscoritos subordinados. As rochas silicáticas alcalinas de Salitre I ocorrem como dois corpos independentes. A intrusão que ocupa a porção centro-norte do complexo é composta por um anel descontínuo de olivina-perovskita bebedouritos (B1a), circundando uma região de perovskita bebedouritos (B1b). A porção centro-sul do complexo é composta por uma intrusão independente, composta por melanita bebedouritos (B2). Variações petrográficas subordinadas nesse domínio incluem bebedouritos com perovskita+titanita+melanita (B2a), além de diques de titanita e titanita-melanita bebedouritos (B2b), que intrudem no domínio norte-centro do complexo (B1). Diques de composição sienítica (S1) ocorrem no complexo. Intrudindo o domínio B1, principalmente os perovskita bebedouritos, ocorre um sistema de diques anelares e radiais interconectados de carbonatitos e foscoritos. Duas unidades de foscoritos foram individualizadas (P1 e P2), e pelo menos cinco gerações de carbonatitos foram discriminadas (magnesiocarbonatitos C1 e C2, calciocarbonatitos C3, cumulados nelsoníticos C3a e magnesiocarbonatitos D4). A composição mineralógica, química e isotópica de bebedouritos, foscoritos e carbonatitos mostra que essas rochas estão associadas a uma complexa evolução magmática, que envolve múltiplos estágios, marcados por cristalização fracionada e imiscibilidade de líquidos. O magma parental do complexo de Salitre tem composição próxima ao flogopita picrito, que gera cumulados de olivina perovskita bebedouritos B1a. A acumulação de perovskita e olivina provocam um aumento de P2O5 e CO2 no magma, resultando na separação entre um líquido foscorítico e outro silicático – foscoritos P1 e perovskita bebedouritos B1b, respectivamente. Um novo acúmulo de voláteis gera um segundo evento de imiscibilidade, produzindo os melanita bebedouritos B2 e magnesiocarbonatitos C1. A evolução do magma carbonatítico faz com que este se “subdivida” em frações de composição mais simples – rica em Mg (magnesiocarbonatitos C2); rica em P e Fe (foscoritos P2), e finalmente, rica em Ca (calciocarbonatitos C3). Os magnesiocarbonatitos tardios, ricos em Ba (D4), foram provavelmente produzidos como resíduo da diferenciação dos magnesiocarbonatitos C2, enquanto os calciocarbonatitos C3 são o produto final da evolução de foscoritos P2 e/ou evoluem paralelamente a estes. Eventualmente, calciocarbonatitos C3 podem gerar cumulados nelsoníticos C3a, por acumulação de magnetita, pirocloro e apatita. Melanita bebedouritos B2 evoluem diretamente por cristalização fracionada até termos finais de composição sienítica, S1. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Alto Paranaíba Igneous Province is part of the Late Cretaceous alkaline magmatic activity that took place in Central Brazil. The province is located at the Northeast margin of the Paraná Basin, and composed of kamafugites, kimberlites, lamproites and alkaline-carbonatite complexes. In this context, the Salitre I, II e III intrude metasedimentary rocks of the Neoproterozoic Brasília Belt. Salitre is composed of multiple intrusions, with bebedourite as the dominant rock-type, and swarms of carbonatite and phoscorite ring-dykes. The silicate alkaline rock of Salitre I occur as two independent bodies. The intrusion that occupies the central and northern part of the complex forms a discontinuous ring of olivineperovskite bebedourite (B1a), surrounding a region of olivine-free perovskite bebedourites (B1b). The southern portion of the complex is composed of an independent intrusion of melanite bebedourites (B2). Subordinate petrographic variations perovskite-titanite-melanite bebedourites (B2a), and dykes of titanite and titanite-melanite bebedourites (B2b) that intrude B1. Syenite dykes (S1) also occur in the complex. A system of interconnected carbonatite and phoscorite ring dykes intrudes B1, especially the perovskite bebedourites. Two phoscorite units (P1 and P2), and at least five generatoins of carbonatite (C1 and C2 magnesiocarbonatites, C3 calciocarbonatites, C3a nelsonitic cumulates, and D4 magnesiocarbonatites) are recognized in the complex. Mineral chemistry, whole-rock geochemistry, and stable and radiogenic isotope composition show that bebedourites, phoscorites, and carbonatites are related through a complex magmatic evolution, involving multiple stages of fractional crystallization and liquid immiscibility. The parental magma of the complex has composition similar to the phlogopite picrites typical of the APIP complexes. This primitive magma generated the olivine-perovskite bebedourites (B1a) as cumulates through crystal fractionation. The accumulation of perovskite and olivine induced an increase in P2O5 and CO2 in the residual magma, resulting in the separation of immiscible silicate (perovskite bebedourites – B1b) and phoscorite (P1) liquids. Continued build-up of volatiles eventually lead to a second immiscibility event that produced the B2 melanite bebedourites and the C1 magnesiocarbonatites. With further magma evolution, the carbonatite magma is subdivided in simpler fractoins: Mg-rich (C2 magnesiocarbonatites), P- and Fe-rich (P2 phoscorites), and Ca-rich (C3 calciocarbonatites). The late-stage, Ba-rich, D4 magnesiocarbonatites were probably formed as a residue of the differentication of the C2 magnesiocarbonatites, whereas the C3 calciocarbonatites are either the final product of the differentiation of P2 or evolved independently in a trend parallel to the latter. Fractionation of magnetite, apatite, and pyrochlore from the C3 calciocarbonatite magma generated the C3a nelsonitic cumulates. Melanite bebedourites (B2) evolved directly by crystal fractionation to the S1 syenites.